Ahli kimia duwe irung

Ing artikel ing ngisor iki, kita bakal nliti masalah mambu liwat mata ahli kimia - sawise kabeh, irung bakal migunani ing laboratorium saben dinane.

1. Innervation saka irung manungsa - thickening ndhuwur rongga irung punika bohlam olfactory (penulis: Wikimedia / Opt1cs).

Kita bisa nuduhake perasaan fisik (paningal, pangrungu, tutul) lan utami kimiayaiku rasa lan mambu. Kanggo sing lawas, analog buatan wis digawe (unsur sensitif cahya, mikrofon, sensor tutul), nanging sing terakhir durung nyerah menyang "kaca lan mripat" para ilmuwan. Iki digawe milyaran taun kepungkur nalika sel pisanan wiwit nampa sinyal kimia saka lingkungan.

Mambu pungkasane dipisahake saka rasa, sanajan iki ora kedadeyan ing kabeh organisme. Kéwan lan tetanduran terus-terusan ngombé ing saubengé, lan informasi sing dipikolehi kanthi cara iki luwih penting tinimbang sing katon sepisanan. Uga kanggo siswa visual lan pendengaran, kalebu manungsa.

Rahasia Olfaktorius

Nalika sampeyan nghirup, aliran udara cepet-cepet mlebu irung lan, sadurunge pindhah, mlebu jaringan khusus - epitelium olfaktorius kanthi ukuran pirang-pirang sentimeter.². Iki minangka ujung sel saraf sing nangkep rangsangan bau. Sinyal sing ditampa saka reseptor lelungan menyang bohlam olfaktori ing otak, lan saka kana menyang bagian otak liyane (1). Ujung driji ngemot pola aroma khusus kanggo saben spesies. Manungsa bisa ngerteni udakara 10, lan profesional sing dilatih ing industri minyak wangi bisa ngerteni luwih akeh.

Mambu nyebabake reaksi ing awak, kanthi sadar (contone, sampeyan kaget karo mambu sing ora enak) lan subconscious. Pemasar nggunakake katalog asosiasi parfum. Idee yaiku kanggo ngrasakake hawa ing toko kanthi aroma wit Natal lan roti jahe sajrone periode sadurunge Taun Anyar, sing nyebabake emosi positif ing saben wong lan nambah kepinginan kanggo tuku hadiah. Kajaba iku, ambune roti seger ing lorong panganan bakal nggawe idu netes menyang cangkeme lan bakal luwih akeh ing kranjang.

2. Kamper asring digunakake ing salep pemanasan. Telung senyawa kanthi struktur sing beda-beda duwe mambu dhewe.

Nanging apa sing nyebabake zat tartamtu nyebabake sensasi olfaktori iki, lan ora liya?

Kanggo rasa olfaktori, limang rasa dhasar wis ditetepake: asin, manis, pait, asem, oun (daging) lan jumlah jinis reseptor sing padha ing ilat. Ing kasus mambu, iku ora ngerti carane akeh aroma dhasar ana, utawa apa padha ana ing kabeh. Struktur molekul mesthi nemtokake mambu, nanging kenapa senyawa kanthi struktur sing padha mambu beda banget (2), lan ora padha - padha (3)?

3. Senyawa ing sisih kiwa mambu kaya musk (bahan parfum), lan ing sisih tengen - meh padha karo struktur - ora ana mambu.

Yagene akeh ester mambu sing nyenengake, nanging senyawa belerang ora nyenengake (kasunyatan iki bisa uga diterangake)? Sawetara pancen ora sensitif marang bau tartamtu, lan sacara statistik wanita duwe irung sing luwih sensitif tinimbang wong lanang. Iki nuduhake kahanan genetis, i.e. ngarsane protein tartamtu ing reseptor.

Ing kasus apa wae, ana luwih akeh pitakonan tinimbang jawaban, lan sawetara teori wis dikembangake kanggo nerangake misteri wewangian kasebut.

Kunci lan kunci

Kapisan adhedhasar mekanisme enzimatik sing wis kabukten, nalika molekul reagen mlebu ing rongga molekul enzim (situs aktif), kaya kunci kunci. Mangkono, padha mambu amarga wangun molekul sing cocog karo rongga ing lumahing reseptor, lan klompok tartamtu saka atom ikatan menyang bagean (kanthi cara sing padha enzim ngiket reagen).

Ing cendhak, iki minangka teori mambu sing dikembangake dening ahli biokimia Inggris. John E. Amurea. Dheweke milih pitung aroma utama: camphor-musky, kembang, mint, ethereal, pedhes lan putrid (liyane minangka kombinasi). Molekul senyawa kanthi mambu sing padha uga nduweni struktur sing padha, contone, sing mambu wangun bunder kaya kapur barus, lan senyawa kanthi ambu ora enak kalebu belerang.

Teori struktural wis sukses - contone, nerangake kenapa kita mandheg mambu sawise sawetara wektu. Iki amarga pamblokiran kabeh reseptor dening molekul mawa ambu ora enak tartamtu (kaya ing kasus enzim sing dikuwasani dening keluwihan substrat). Nanging, teori iki ora tansah bisa kanggo nggawe sambungan antarane struktur kimia saka senyawa lan mambu. Dheweke ora bisa prédhiksi mambu zat kasebut kanthi kemungkinan sing cukup sadurunge entuk. Dheweke uga gagal kanggo nerangake mambu kuat molekul cilik kayata amonia lan hidrogen sulfida. Amandemen sing ditindakake dening Amur lan peneruse (kalebu nambah jumlah rasa basa) ora ngilangi kabeh kekurangan teori struktural.

molekul geter

Atom ing molekul terus-terusan kedher, mulet lan mlengkung ikatan ing antarane awake dhewe, lan gerakan ora mandheg sanajan ing suhu nol mutlak. Molekul nyerep energi geter, kang dumunung utamané ing sawetara infrared radiation. Kasunyatan iki digunakake ing spektroskopi IR, sing minangka salah sawijining cara utama kanggo nemtokake struktur molekul - ora ana rong senyawa sing beda karo spektrum IR sing padha (kajaba sing diarani isomer optik).

Pangripta teori vibrasi mambu (J. M. Dyson, R. H. Wright) nemokake pranala antarane frekuensi getaran lan mambu sing dirasakake. Getaran kanthi resonansi nyebabake getaran molekul reseptor ing epitelium olfaktorius, sing ngganti strukture lan ngirim impuls saraf menyang otak. Dianggep ana kira-kira rong puluh jinis reseptor lan, mulane, jumlah aroma dhasar sing padha.

Ing taun 70-an, panyengkuyung saka loro teori kasebut (vibrasional lan struktural) bersaing sengit.

Vibrionists nerangake masalah mambu molekul cilik dening kasunyatan sing spektrum padha karo pecahan saka spektrum molekul gedhe sing duwe mambu padha. Nanging, padha ora bisa nerangake apa sawetara isomer optik karo spektrum padha duwe ambu ora enak temen beda (4).

4. Isomer optik saka carvone: macem-macem S ambune kaya jinten, macem-macem R ambune kaya mint.

Strukturalis ora angel njlentrehake kasunyatan iki - reseptor, tumindak kaya enzim, ngerteni bedane subtle ing antarane molekul. Teori vibrasi uga ora bisa prédhiksi kekuwatan bau, sing dijlentrehake dening para pengikut teori Cupid kanthi kekuatan ikatan pembawa bau menyang reseptor.

Dheweke nyoba nylametake kahanan kasebut L. Torinonuduhake yen epitelium olfaktorius tumindak kaya mikroskop terowongan pemindai (!). Miturut Turin, elektron mili ing antarane bagean reseptor nalika ana pecahan molekul aroma ing antarane kanthi frekuensi getaran getaran tartamtu. Owah-owahan ing struktur reseptor nyebabake transmisi impuls saraf. Nanging, modifikasi Turin katon akeh ilmuwan sing boros banget.

Perangkap

Biologi molekuler uga nyoba mbukak misteri mambu, lan panemuan iki wis dianugerahi Bebungah Nobel kaping pirang-pirang. Reseptor mambu manungsa minangka kulawarga saka kira-kira sewu protein sing beda-beda, lan gen sing tanggung jawab kanggo sintesis kasebut mung aktif ing epitelium olfaktorius (yaiku, ing endi sing dibutuhake). Protein reseptor kasusun saka rantai asam amino heliks. Ing gambar jahitan jahitan, rantai protein pierces membran sel kaping pitu, mula jenenge: reseptor sel transmembrane pitu heliks ,

Pecahan sing metu ing njaba sel nggawe jebakan ing ngendi molekul sing duwe struktur sing cocog bisa tiba (5). Protein G-jinis spesifik ditempelake ing situs reseptor, dicemplungake ing njero sel. Nalika molekul ambu ora enak kepepet ing jebakan, protein G diaktifake lan dirilis, lan protein G liyane ditempelake ing panggonane, sing diaktifake lan dibebasake maneh, lan liya-liyane. Siklus diulang nganti molekul aroma sing kaiket dibebasake utawa dirusak dening enzim sing terus-terusan ngresiki permukaan epitelium olfaktorius. Reseptor bisa ngaktifake malah sawetara atus molekul G-protein, lan faktor amplifikasi sinyal dhuwur kuwi ngidini kanggo nanggapi malah tilak jumlah rasa (6). Protein G sing diaktifake miwiti siklus reaksi kimia sing mimpin kanggo ngirim impuls saraf.

5. Iki minangka reseptor bau - protein 7TM.

Katrangan ing ndhuwur babagan fungsi reseptor olfaktori padha karo sing ditampilake ing teori struktural. Wiwit ikatan molekul dumadi, bisa didudut manawa téyori vibrasi uga bener. Iki ora pisanan ing sajarah ilmu sing teori sadurungé ora rampung salah, nanging mung nyedhaki kasunyatan.

6. Irung manungsa minangka detektor senyawa ing analisis campuran sing dipisahake kanthi kromatografi.

Napa ana sing mambu?

Ana luwih akeh ambu ora enak tinimbang jinis reseptor olfaktori, sing tegese molekul ambu ora enak ngaktifake sawetara protein ing wektu sing padha. adhedhasar kabeh urutan sinyal sing teka saka panggonan tartamtu ing bohlam olfactory. Wiwit wewangen alam ngemot malah luwih saka satus senyawa, siji bisa mbayangno kerumitan proses nggawe sensasi olfactory.

Oke, nanging kenapa ana sing mambu, sing njijiki, lan sing ora?

Pitakonan iku setengah filosofis, nanging sebagian dijawab. Otak tanggung jawab kanggo persepsi mambu, sing ngontrol prilaku manungsa lan kewan, ngarahake kapentingan kanggo mambu sing nyenengake lan menehi peringatan marang obyek sing mambu. Ambu sing nyenengake ditemokake, antara liya, ester sing kasebut ing wiwitan artikel dirilis dening woh-wohan sing wis mateng (mulane kudu dipangan), lan senyawa belerang dibebasake saka residu sing rusak (paling apik kanggo tetep adoh saka wong-wong mau).

Udhara ora mambu amarga minangka latar mburi nyebarake ambu ora enak: nanging, jumlah NH3 utawa H dilacak.₂S, lan rasa mambu kita bakal muni weker. Mangkono, persepsi mambu minangka sinyal saka pengaruh faktor tartamtu. hubungane karo spesies.

Apa mambu preian sing bakal teka? Wangsulane ditampilake ing gambar (7).

7. Ambune Natal: ing sisih kiwa, aroma roti jahe (zingerone lan gingerol), ing sisih tengen, wit Natal (bornyl acetate lan rong jinis pinene).