Kimiawan boga irung

Dina artikel di handap ieu, urang bakal kasampak di masalah bau ngaliwatan panon kimiawan a - sanggeus kabeh, irung na bakal datang dina gunana di laboratorium na unggal poe.

1. Innervation tina irung manusa - a thickening luhureun rohangan nasal nyaeta bohlam olfactory (panulis: Wikimedia / Opt1cs).

Urang bisa babagi parasaan fisik (panempoan, dédéngéan, rampa) jeung primér maranéhanana kimianyaéta rasa jeung bau. Pikeun anu baheula, analogi buatan parantos didamel (elemen sénsitip cahaya, mikropon, sénsor toél), tapi anu terakhir henteu acan nyerah kana "kaca sareng panon" para ilmuwan. Éta dijieun milyaran taun ka tukang nalika sél munggaran mimiti nampa sinyal kimiawi ti lingkungan.

Bau ahirna dipisahkeun tina rasa, sanajan ieu teu lumangsung dina sakabéh organisme. Sasatoan sareng tatangkalan terus-terusan nyeuseup sakulilingna, sareng inpormasi anu dicandak ku cara ieu langkung penting tibatan sigana dina pandangan kahiji. Ogé pikeun peserta didik visual jeung auditory, kaasup manusa.

Rahasia Olfactory

Lamun anjeun inhale, aliran hawa rushes kana irung jeung, saméméh ngaléngkah, asup kana jaringan husus - épitél olfactory ukuran sababaraha séntiméter.². Ieu tungtung sél saraf anu ngarebut rangsangan bau. Sinyal nu ditampa ti reséptor ngarambat ka bohlam olfactory dina uteuk, sarta ti dinya ka bagian séjén otak (1). Ujung jari ngandung pola aroma khusus pikeun unggal spésiés. Hiji manusa bisa mikawanoh ngeunaan 10 di antarana, sarta profésional dilatih dina industri parfum bisa mikawanoh leuwih loba.

Bau ngabalukarkeun réaksi dina awak, duanana sadar (contona, anjeun kaget ku bau goréng) jeung subconscious. Pamasar ngagunakeun katalog asosiasi parfum. Ide maranéhanana nyaéta rasa hawa di toko jeung aroma tangkal Natal jeung Gingerbread salila periode pre-Taun Anyar, nu ngabalukarkeun émosi positif di dulur jeung ngaronjatkeun kahayang pikeun meuli kado. Nya kitu, bau roti seger dina bagian dahareun bakal nyieun ciduh anjeun netes kana sungut anjeun, sarta anjeun bakal nempatkeun deui dina karanjang.

2. Kapur barus mindeng dipaké dina warming ointments. Tilu sanyawa jeung struktur béda boga bau sorangan.

Tapi naon anu nyababkeun zat anu dipasihkeun nyababkeun ieu, sanés anu sanés, sensasi olfactory?

Pikeun rasa olfactory, lima rasa dasar geus ngadegkeun: asin, amis, pait, haseum, oun (daging) jeung jumlah anu sarua tina tipe reséptor dina létah. Dina hal bau, éta henteu acan terang sabaraha ambu dasar anu aya, atanapi naha aya pisan. Struktur molekul pasti nangtukeun bau, tapi naha éta sanyawa jeung struktur sarupa bau lengkep béda (2), sarta sagemblengna béda - sarua (3)?

3. Sanyawa di kénca bau kawas kasturi (bahan parfum), sarta di katuhu - ampir identik dina struktur - teu boga bau.

Naha lolobana éster bau pikaresepeun, tapi sanyawa walirang pikaresepeun (kanyataan ieu meureun bisa dipedar)? Sababaraha henteu peka kana bau anu tangtu, sareng sacara statistik awéwé ngagaduhan irung anu langkung sénsitip tibatan lalaki. Ieu nunjukkeun kaayaan genetik, i.e. ayana protéin husus dina reséptor.

Dina sagala hal, aya leuwih patarosan ti waleran, sarta sababaraha téori geus dimekarkeun pikeun ngajelaskeun mysteries tina seungit.

Konci jeung konci

Anu kahiji dumasar kana mékanisme énzimatik anu kabuktian, nalika molekul réagen asup kana rohangan molekul énzim (pusat aktip), sapertos konci konci. Ku kituna, aranjeunna bau sabab bentuk molekul maranéhanana pakait jeung rongga dina beungeut reséptor, sarta grup atom tangtu ngabeungkeut bagian na (dina cara nu sarua énzim ngabeungkeut réagen).

Pondokna, ieu téori bau dikembangkeun ku biokimiawan Inggris. John E. Amurea. Anjeunna milih tujuh ambu utama: camphor-musky, floral, mint, ethereal, lada sareng putrid (sésana mangrupikeun kombinasi aranjeunna). Molekul sanyawa anu bau anu sami ogé gaduh struktur anu sami, contona, anu bentukna buleud bau kawas kapur barus, sareng sanyawa anu bau anu teu pikaresepeun kalebet walirang.

Téori struktural parantos suksés - contona, éta ngajelaskeun naha urang ngeureunkeun bau saatos sababaraha waktos. Ieu alatan blocking sadaya reséptor ku molekul mawa bau tangtu (sapertos dina kasus énzim dikawasaan ku kaleuwihan substrat). Sanajan kitu, téori ieu teu salawasna bisa nyieun sambungan antara struktur kimia sanyawa jeung bau na. Manehna teu bisa ngaduga bau zat kalawan probabiliti cukup saméméh meunangkeun eta. Anjeunna ogé gagal ngajelaskeun bau sengit molekul leutik sapertos amonia sareng hidrogen sulfida. Amandemen anu dilakukeun ku Amur sareng panerusna (kalebet paningkatan jumlah rasa dasar) henteu ngaleungitkeun sagala kakurangan tina téori struktural.

molekul ngageter

Atom-atom dina molekul terus-terusan ngageter, manjangkeun sareng ngabengkokkeun beungkeut antara aranjeunna, sareng gerakanna henteu lirén sanajan dina suhu nol mutlak. Molekul nyerep énergi geter, nu perenahna utamana dina rentang infra red radiasi. Kanyataan ieu dipaké dina spéktroskopi IR, nu mangrupakeun salah sahiji metodeu utama pikeun nangtukeun struktur molekul - teu aya dua sanyawa béda jeung spéktrum IR sarua (iwal nu disebut isomér optik).

Panyipta Téori geter bau (J. M. Dyson, R. H. Wright) kapanggih tumbu antara frékuénsi geter jeung bau ditanggap. Geter ku résonansi ngabalukarkeun geter molekul reséptor dina épitél olfactory, anu ngarobih strukturna sareng ngirimkeun impuls saraf ka otak. Dianggap yén aya kira-kira dua puluh jinis reséptor sareng, ku kituna, jumlah aroma dasar anu sami.

Dina taun 70-an, para pendukung duanana téori (vibrasional sareng struktural) bersaing sengit.

Vibrionists ngajelaskeun masalah bau molekul leutik ku kanyataan yén spéktra maranéhanana sarua jeung fragmen spéktra molekul badag nu boga bau sarupa. Tapi, aranjeunna henteu tiasa ngajelaskeun naha sababaraha isomér optik kalayan spéktrum anu sami gaduh bau anu béda-béda (4).

4. Isomér optik carvone: kelas S bau kawas jinten, kelas R bau kawas mint.

Ahli struktural henteu sesah ngajelaskeun kanyataan ieu - reséptor, tindakan sapertos énzim, ngakuan bahkan béda anu halus antara molekul. Téori geter ogé teu bisa ngaduga kuatna bau, anu dijelaskeun ku pengikut téori Cupid ku kakuatan beungkeutan pembawa bau ka reséptor.

Anjeunna nyobian nyalametkeun kaayaan L. Torinonunjukkeun yén épitél olfactory tindakan sapertos mikroskop tunneling scanning (!). Numutkeun Turin, éléktron ngalir antara bagian tina reséptor nalika aya sempalan molekul ambu antara aranjeunna kalayan frékuénsi geter nu tangtu. Parobahan anu dihasilkeun dina struktur reséptor ngabalukarkeun pangiriman impuls saraf. Sanajan kitu, modifikasi Turin sigana loba élmuwan teuing boros.

Perangkap

Biologi molekular ogé geus nyoba unravel misteri bau, sarta kapanggihna ieu geus sababaraha kali dileler Hadiah Nobel. Reséptor bau manusa mangrupakeun kulawarga ngeunaan sarébu protéin béda, jeung gén jawab sintésis maranéhanana aktip ngan dina épitél olfactory (ie, dimana diperlukeun). Protéin reséptor diwangun ku ranté hélik asam amino. Dina gambar stitch stitch, ranté protéin pierces mémbran sél tujuh kali, ku kituna ngaranna: reséptor sél transmémbran tujuh-héliks ,

Fragmen nonjol di luar sél nyieun bubu ka mana molekul jeung struktur pakait bisa ragrag (5). Protéin G-tipe husus napel dina situs reséptor, immersed jero sél. Nalika molekul bau kawengku dina bubu, G-protéin diaktipkeun jeung dileupaskeun, sarta G-protéin napel dina tempatna. nu diaktipkeun jeung dileupaskeun deui, jsb Siklus repeats nepi ka molekul ambu kabeungkeut dileupaskeun atawa ancur ku énzim nu terus ngabersihan beungeut épitél olfactory. Reséptor nu bisa ngaktipkeun malah sababaraha ratus molekul G-protéin, sarta faktor amplifikasi sinyal luhur ngamungkinkeun pikeun ngabales malah renik jumlah rasa (6). G-protéin anu diaktipkeun ngamimitian siklus réaksi kimiawi anu ngakibatkeun pangiriman impuls saraf.

5. Ieu naon reséptor bau Sigana mah - protéin 7TM.

Katerangan di luhur ngeunaan fungsi reséptor olfactory sami sareng anu dipidangkeun dina téori struktural. Kusabab beungkeutan molekul lumangsung, bisa disebutkeun yen téori vibrational ogé sabagean bener. Ieu lain kahiji kalina dina sajarah sains yén téori saméméhna teu sagemblengna salah, tapi ngan ngadeukeutan ka kanyataan.

6. Irung manusa salaku detektor sanyawa dina analisis campuran chromatographically maranéhanana dipisahkeun.

Naha aya bau?

Aya leuwih loba odors ti aya jenis reséptor olfactory, nu hartina molekul bau ngaktifkeun sababaraha protéin béda dina waktos anu sareng. dumasar kana sakabéh runtuyan sinyal datang ti tempat nu tangtu dina bohlam olfactory. Kusabab seungit alami ngandung langkung ti saratus sanyawa, anjeun tiasa ngabayangkeun pajeulitna prosés nyiptakeun sensasi olfactory.

Oké, tapi naha aya hal bau alus, hal disgusting, sarta hal henteu pisan?

Patarosan satengah filosofis, tapi sawaréh diwaler. Otak tanggung jawab kana persépsi bau, anu ngatur paripolah manusa sareng sato, ngarahkeun minat kana bau anu pikaresepeun sareng ngingetkeun kana barang-barang anu bau. Bau anu pikaresepeun kapanggih, diantarana, éster anu disebatkeun dina awal tulisan dileupaskeun ku buah asak (ku kituna patut didahar), sareng sanyawa walirang dileupaskeun tina résidu buruk (pangalusna pikeun ngajauhan aranjeunna).

Hawa henteu bau sabab éta latar tukang nyebarkeun bau: tapi, ngalacak jumlah NH3 atanapi H.₂S, sarta rasa urang bau bakal disada alarem. Ku kituna, persepsi bau mangrupakeun sinyal dampak faktor tangtu. patalina jeung spésiés.

Naon bau liburan anu bakal datang? Jawabanana dipidangkeun dina gambar (7).

7. Bau Natal: di kénca, rasa gingerbread (zingerone na gingerol), di katuhu, tangkal Natal (bornyl asétat jeung dua variétas pinene).