Военно-медицинская академия
Кафедра нормальной физиологии
Курсовая работа на тему:
«Усовершенствование метода окраски вкусовых луковиц ионофорезом»
Работу выполнил:
курсант 2 курса 3 факультета
Рагузин Е.В.
Научный руководитель:
Бигдай Елена Владимировна
Санкт-Петербург 2008г.
Оглавление
1. Введение
2. Вкусовая сенсорная система
3. Трансдукция вкусового сигнала
4. Вкусовые нарушения
4.1 Общие принципы
4.2 Повреждающие агенты
5. Прижизненная окраска метиленовым синим вкусовых клеток
6. Заключение
7. Список использованной литературы
1. Введение
Вкус наряду со зрением, осязанием, слухом и обонянием является одним из пяти основных чувств, участвующих в восприятии информации об окружающем нас мире. Основной функцией вкусовой системы является оценка качества пищи, проверка ее съедобности. Так, в ходе эволюции млекопитающими была развита высокая чувствительность к горькому, так как большинство горьких веществ являются ядовитыми, с другой стороны, имеющие привлекательный (т.е., сладкий) вкус вещества являются высококалорийными. Считается, что человек способен различать пять базовых вкусов: кислый, соленый, сладкий, горький и умами (umami), который вызывается глютаматом и некоторыми другими аминокислотами. Поведенческие эксперименты, а также регистрации активности вкусовых нервных волокон свидетельствуют о том, что вкусовой анализатор животных так же способен различать эти базовые вкусовые модальности. Это предполагает существование специфических молекулярных структур на рецептирующей поверхности вкусовых клеток, которые отвечают за отдельное распознавание каждого вкусового стимула. Исследования вкусовой системы методами молекулярной биологии подтверждают, что это действительно так. В частности, в последние годы идентифицированы мембранные рецепторы для сладких и горьких веществ и аминокислот, вызывающих умами (umami) вкус. Тем не менее, молекулярные механизмы вкуса во многом не ясны, поскольку во вкусовой клетке ни для одного из вкусовых стимулов не прослежена вся последовательность событий от взаимодействия с молекулярным рецептором до выброса нейромедиатора.
Одной из задач физиологии вкусового органа, которую предстоит решить, является исследование межклеточных коммуникации во вкусовой почке. Популяция вкусовых клеток гетерогенна. Во вкусовой почке идентифицировано три морфологически различных типа веретенообразных клеток, функциональная роль которых доподлинно неизвестна, но которые, по-видимому, выполняют рецепторную, поддерживающую и/или секреторную функции. Эти клетки обмениваются примерно раз в двадцать дней, развиваясь из клеток предшественников и в конце жизни подвергаясь апоптозу. Поскольку вкусовые клетки устанавливают афферентные синапсы с вкусовыми нервами, то их непрерывное обновление требует постоянного установления новых синаптических связей во вкусовой почке. Кроме того, подобно тому, как это происходит в сетчатке или обонятельной луковице, сенсорная информация также может, подвергается первичной обработке во вкусовой почке. Протекание всех этих гетерогенных, но синхронизированных процессов, несомненно, требует хорошо отлаженных коммуникаций между клетками вкусовой почки. "Ряд фактов, установленных в последние годы, свидетельствуют в пользу подобной точки зрения. В частности, присутствие сигнальных молекул нескольких типов (серотонин, ацетилхолин, ГАМК, субстанция Р) во вкусовой почке было показано иммуногистохимически, в то время как присутствие во вкусовых клетках рецепторов к ним было показано методами молекулярной биологии и электрофизиологии.
2. Вкусовая сенсорная система
Качества и концентрации веществ, поступающих в ротовую полость, осуществляется с помощью вкусовой сенсорной системы. Следовательно, вкусовая сенсорная система является одним из каналов связи организма с внешней средой. При участии данной сенсорной системы не только потребляется или отвергается организмом различные вещества, но и обеспечиваются некоторые вегетативные реакции (слюноотделение, секреция желудочного сока, изменение частоты дыхания и сердечных сокращений и и.д.), а также сложные поведенческие реакции, связанные с поиском и потреблением питательных веществ.
Периферическую часть вкусовой сенсорной системы составляют специфические образования: вкусовые луковицы, локализированные в определенных местах в толще эпителия слизистой оболочки начального отдела пищеварительного тракта – в грибовидных, листовидных и желобоватых сосочках языка, в слизистой губ, слизистой твердого и мягкого неба, задней стенке глотки, небных дужек, а также в начальных отделах дыхательных путей – в эпителии надгортанника, в слизистой области черпаловидных хрящей гортани и даже в эпителии голосовых связок. Общее число вкусовых луковиц у взрослого человека достигает 9 – 10 тыс. с возрастом часть вкусовых луковиц атрофируется. Основную роль во вкусовой рецепции выполняют вкусовые луковицы сосочков языка.
Вкусовую луковицу можно рассматривать как сложный рецепторный прибор, состоящий из рецепторных и опорных клеток, а также концевых ветвлений нервных волокон. Установлена тесная связь вкусовых луковиц и нервных элементов. При перерезке нервных волокон вкусовые луковицы дегенерируют. Каждая вкусовая почка представляет собой округлое, эллипсоидное или колбообразное образование диаметром около 70 мкм, состоящее из 30-80 уплощенных веретенообразных клеток, которые своими основаниями располагаются на базальной мембране эпителия, а апикальными частями выстоят во вкусовую ямку. Сама вкусовая ямка или вкусовой канал располагается во вкусовой почке ближе к свободной поверхности эпителия и заполнена жидкостью, в которой содержаться белки, мукопротеиды и определяется высокая активность щелочной фосфатазы. Вкусовая ямка открывается через вкусовую пору в ротовую полость. Через эту пору во вкусовую ямку попадают уже растворенные в слюне пищевые вещества. Полагают, что растворенные пищевые вещества образуют комплексы с белками и мукопротеидами жидкости вкусовой ямки, что способствует их адсорбции на мембранах рецепторных клеток. Следовательно, жидкость вкусовой ямки принимает определенное участие в рецепции пищевых стимулов.
Что касается клеток вкусовых луковиц, то большинство исследователей этой области выделяют две их разновидности – рецепторные и опорные. Некоторые авторы описывают и третий тип – переходные клетки. Наконец, приводятся описание четырех типов клеток вкусовой луковицы: рецепторные, опорные, базальные и перигемальные. Эти расхождения в описании разновидностей клеток вкусовых луковиц обусловлены тем, что вкусовые клетки являются одними из самых быстро сменяющихся клеток в организме. Продолжительность их жизни составляет 10-12 дней. На периферии вкусовых луковиц отмечается интенсивное митотическое деление клеток и перемещение вновь образованных клеток к центру луковиц со скоростью 0,06 мкм в час. Вследствие этого клетки вкусовых луковиц находятся в разных стадиях развития – пролиферирующие, дифференцирующие, зрелые, дегенерирующие. Вместе с тем в составе вкусовых луковиц четко определяются два различных по морфологии, а возможно и по функции, типа клеток – темные и светлые, первые из которых расцениваются как рецепторные, вторые – опорные.
Рецепторные клетки имеют призматическую форму высотой 10-20 мкм и шириной 3-4 мкм, более темные при окраске и содержат на апикальных поверхностях 30-40 микроворсин, выступающих в полость вкусовой ямки. Предполагается, что именно на мембранах микроворсин, находятся рецепторные – стереоспецифические участки, образованные рецепторными белками или простетическими группами, избирательно адсорбирующие вещества, попадающие во вкусовую ямку. Установлено, что мембраны микроворсин тоньше (9нм) мембран самой рецепторной клетки (12-13 нм). Ядра рецепторных клеток располагаются в базальных отдела, т. е. ближе к базальной мембране. В цитоплазме апикальных отделов клеток содержится много митохондрий, хорошо развитая гладкая эндоплазматическая сеть. Здесь же определяется высокая активность некоторых дегидрогеназ и фосфатаз. На боковые поверхности клеток выявляется многочисленные афферентные нервные окончания. Эфферентных синапсов на вкусовых клетках не обнаружено.
Опорные клетки располагаются между рецепторными и изолируют друг от друга. Цитоплазма опорных клеток вакуолизирована и поэтому при окраске более светлая. В ней содержится хорошо развитая гладкая и зернистая эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи. Ядра клеток крупные. Активность дегидрогеназ и фосфатаз невысокая. Апикальные отделы опорных клеток также выступают во вкусовые ямки и несут на поверхности микровыросты, которые значительно короче микроворсин рецепторных клеток. Считается, что эти клетки, помимо опорной, выполняют секреторную функцию. По-видимому, жидкость ямок вкусовых луковиц частично является продуктом деятельности опорных клеток, а так как ее компоненты принимают участие во вкусовой рецепции, то, следовательно, и опорные клетки косвенно принимают участие в восприятии вкуса.
Несмотря на указанные морфологические различия, пока е решен вопрос – являются опорные и рецепторные клетки дефинитивными специфическими клетками или же они представляют собой только разные стадии развития единой эпителиальной клетки – предшественницы. R. Murray (1967) рассматривал светлые клетки с вакуолизированной цитоплазмой как дегенерирующие рецепторные клетки. Однако, не вызывает сомнений тот факт, что рецепторные клетки развиваются из эпителиальных клеток и, следовательно. Относятся к группе вторичночувствующих сенсоэпителиальных рецепторов.
Как известно, вторичночувствующие рецепторы воспринимают специфические раздражения, генерируют рецепторный потенциал и передают его на нервные окончания, где и осуществляется кодирование в виде нервных импульсов. Поэтому представляет интерес рассмотреть взаимоотношение клеток и нервных элементов во вкусовых луковицах. В области основания вкусовых луковиц, т. е. под базальной мембраной эпителия, в котором заложены луковицы, располагается хорошо выраженное нервное сплетение, образованное тонкими миелиновыми и безмиелиновыми волокнами. Из этого сплетения во вкусовые луковицы проникают безмиелиновые, тонкие и более толстые миелиновые нервные волокна. Каждое тонкое волоконце заканчивается на одной рецепторной клетке, а более толстые разветвляются и заканчиваются на нескольких рецепторных клетках. Каждая рецепторная клетка получает иннервацию от нескольких (до 30) нервных волокон, т. е. отмечается перекрестная иннервация одной рецепторной клетки из нескольких нервных волокон. Кроме того, толстые миелиновые волокна, разветвляясь, иннервируют не только несколько рецепторных клеток в одной вкусовой луковице, но и несколько вкусовых луковиц. Что касается синоптических приборов на клетках вкусовых луковиц, то здесь нет полной ясности. Пока не определено, находятся они только на рецепторных или же на опорных клетках, так как на основании строения синоптических контактов нельзя отдифференцировать, какие клетки вкусовой луковицы являются рецепторными, а какие – опорными.