Love in a hopeless place

Пусть неярок их наряд,
Но так нежен аромат,
В них весны очарование.
Словно песенка без слов,
Словно первая любовь,
Словно первое признание.

Ландыши.
О. Фадеев.

   Здравствуйте, дорогие мои читатели! Скучали? Я по вас скучал всю неделю. И чтобы нам стало не так скучно, приготовил вот такой вот опус.
   Как я неоднократно упоминал (тут и вот тут), моя работа связана с различного рода душистыми субстанциями. Об этих веществах (и не только) пойдёт речь ниже.
   Процесс распознавания запахов только-только начали правильно расшифровывать, и в результате этой работы всплывают порой весьма интересные факты. Начинаем, как обычно, на полметра выше.
   Итак, человек может различать до 10 000 запахов. Обоняние сравнивают по дифференцирующей способности с иммунной системой, способной узнавать бесчисленное множество антигенов. Собственно, такая параллель не случайна. Предшественник обоняния, хемотаксис - движение по (или против) градиента концентрации определённого химического вещества - появился уже у одних из самых примитивных живых существ - одноклеточных безъядерных бактерий. Иммунная же система - удел многоклеточных организмов, и потому появилась позже. В ходе эволюции Природа, однако, расставила приоритеты иначе: по сравнению с животными человеческое обоняние гораздо менее острое, в то время как иммунная система устроена более сложно. Собственно, это тоже понятно. Поиск пищи у нас уже давно происходит не по градиенту пахучих веществ, оной испускаемых, а по ценникам на полках магазина.
   В настоящее время восприятие запахов играет в жизни человека всё больше не физиологическую, а эстетическую роль. Но несмотря на это, все наши с вами 12 миллионов ольфакторных клеток носовой полости трудятся, не покладая своих аксонов, каждую секунду снабжая мозг обонятельной информацией.
   В мембранах ольфакторных клеток при связывании их рецепторов с молекулами душистых веществ происходит трансформация полученного сенсорного сигнала в электрический по схеме, которая уже достаточно изучена для других физиологических процессов.
   Связывание молекулы душистого вещества с соответствующим рецептором активирует так называемый G_olf-белок (G), который, в свою очередь, приводит в действие фермент аденилатциклазу (AC), превращающую вездесущую АТФ (аденозинтрифософорную кислоту, ATP) в циклический аденозинмонофосфат (cAMP). Похожую схему с участием, правда, гунилатциклазы, я описывал, когда рассказывал об истории открытия препарата виагры. Далее циклический аденозинмонофосфат открывает в мембране той же ольфакторной клетки ионный канал, по которому внутрь её устремляются ионы натрия и кальция. Изменение концентрации по обеим сторонам мембраны чувствительной клетки приводит к изменению на её сторонах разности потенциалов. Эта разность потенциалов передаётся в определённую часть мозга, где и интерпретируется им как тот или иной запах.

Схема возникновения сигнала в ольфакторной клетке. Источник: H. Hatt//Perspectives in Flavor and Fragrance Research. 2005.

   Каждая ольфакторная клетка содержит в своей мембране уникальный рецептор, связанный с G_olf-белком. Причём 350 уникальных рецепторов - это остатки былого великолепия. Число подобного рода рецепторов, например, у крысы в 2 раза больше. Ах, даже жутко представить, какие ольфакторные нюансы может ощущать этот зверёк, роясь в остатках пищевых отходов! Аж дух захватывает!

На снимке - генетически модифицированная мышь, которая не способна чувствовать запах кошек и потому не способная их бояться. Источник: кликнуть.

   При работе учёных с популяцией клеток, в которые был встроен ольфакторный рецептор, кодируемый геном hOR17-4, оказалось, что этот рецептор из сотен различных использованных душистых веществ активируется лишь одним - так называемым цикламенальдегидом (цикламалем). Потом выяснили, что сходные по строению лилиаль и бурженаль также вызывают активацию рецептора, причём последний - в наибольшей степени. Таким образом, сенсорные клетки, несущие на своей поверхности один тип рецептора, активируются группой сходных веществ, правда, в разной степени.

   Уж не знаю, откуда пришла учёным в голову эта мысль (и как они взялись её проверять), но оказалось, что ольфакторный рецептор, кодируемый геном hOR17-4, встречается и за пределами обонятельного эпителия, а именно, внимание, - в сперматозоидах! Приплыли!..
   Родился даже такой мем: "a sperm cell is nothing more than an olfactory neuron with a tail" (сперматозоид - это ничто иное, как ольфакторный нейрон с хвостиком). Оказалось, что живчики бегут на бурженаль как гончие на зверя, удваивая свою скорость в присутствии этого вещества.

Реакция сперматозоидов на бурженаль. Справа - концентрация бурженаля. Слева - суммарный вектор скорости. Источник: H. Hatt//Perspectives in Flavor and Fragrance Research. 2005.

   Считается, что женщины обладают более острым обонянием (хотя и мы не лыком шиты), но к запаху бурженаля мужчины проявляют гораздо большую чувствительность. Напомню, это вещество получено синтетически и в природе (и там, естетственно, тоже) не встречается. Так в чём же дело?
   Логично предположить, что есть некая связь с чувствительностью мужских гамет к синтетическому душистому веществу и их способностью находить яйцеклетку в ммм... тёмных местах куда не ступала нога человека, где кроме как по запаху ориентироваться затруднительно.
   Так вот, яйцеклетка в основном испускает "запах" прогестерона, по градиенту которого и бегут высунув языки и пуская слюни наши предвестники 9-месячной эпопеи. И поэтому учёными был сделан вывод о том, что бурженаль действует аналогично в силу схожей структуры. Я нашёл сходство. А вы?