Учитывая количество обонятельных волосков, их длину, диаметр, можно рассчитать, что, например, у кролика первичная площадь контакта между пахучими молекулами и воспринимающей поверхностью составляет 600 м.кв. У человека она в 100 раз меньше. Эта чувствительная поверхность представляет собой обнаженное вещество нерва.
У человека количество обонятельных клеток составляет около 60 млн. Импульс в отдельном нервном волокне возникает при попадании на его рецепторы 8—10 молекул пахучих веществ. Ощущение запаха возникает, если одновременно возбуждается не менее 40 нервных волокон.
Обонятельные клетки имеют форму веретена с двумя отростками — периферическим и центральным. От периферического (апикального) отдела отходит дендрит, который заканчивается обонятельной булавой, несущей 10—15 ресничек — обонятельных рецепторов, которые находятся в слое слизи и медленно, но несинхронно колеблются [Бронштейн А.И., 1950].
Молекулы ароматических веществ сначала поглощаются слизью, затем контактируют с ресничками и рецепторными молекулами в мембране обонятельных клеток.
Сходство и различие запахов связывают, во-первых, со структурой (т.е. с конфигурацией пахучих молекул и рецепторных участков на поверхностной мембране обонятельных волосков), во-вторых, с колебательными свойствами пахучих молекул (соответствием резонансных колебательных частот молекул ароматических веществ и рецептора).
Обонятельные рецепторы — это выросты плазматических мембран. Каждая из них состоит из 9 пар двойных трубочек, расположенных по периферии реснички, и одной пары, расположенной в центре. Они — участники рецепции, усиления сигнала и преобразования его в изменение биоэлектрической активности клетки. Рецепторы распадаются на группы с одинаковыми спектрами, т.е. одинаковыми ответами на стимул. Выделяют три группы рецепторов:
реагирующие на феромоны;
реагирующие на запахи пищи;
реагирующие на широкий круг веществ.
Механизм преобразования сигнала при изменении ионной проницаемости плазматической мембраны клетки, дающий начало развитию рецепторного потенциала, до конца не расшифрован.
Исследователи считают, что трансдукция обонятельного сигнала сопряжена с цитоскелетом обонятельных нейронов. Основная роль отводится микротрубочкам, которые, как полагают, участвуют в рецепции, трансформации и проведении стимулов внешней среды. Акцепторной молекулой одорантов служит тубулин — основной белок микротрубочек [Этингоф Р.Н. и др., 1987].
От центрального (дистального) отдела обонятельной клетки отходит аксон. В виде нескольких (до 20) тонких нитей он проникает через отверстия решетчатой кости и поступает в мозг, образуя на нижней поверхности лобной доли обонятельные луковицы. Внутри такой луковицы аксоны переплетены между собой и заканчиваются в теле клубочка, где имеются синапсы, через которые нервные импульсы с помощью неиромедиаторов передаются в обонятельные структуры мозга [Шеперд Г., 1978].
Ключевой системой действия растительных ароматических веществ является лимбическая система, включающая гиппокамп, гипоталамус, миндалевидное ядро и другие образования. Эти структуры названы обонятельным мозгом. Лимбическая система действует совместно с корой больших полушарий и ретикулярной формацией.
Эмоциональные напряжения, стрессы, действие экологических факторов сопровождаются глубокими сдвигами во многих функциональных системах организма. При этом первичные запускающие изменения, ведущие к патологии, происходят в лимбической системе.
Растительные ароматические вещества осуществляют свое действие через лимбическую систему, что сопровождается нормализацией нейрофизиологической функции лимбической системы, включением гипофизадреналовой системы, формированием биорегулирующих эффектов на всех органах и системах организма.
В последние годы выявлена ноотропная активность растительных ароматов на медиаторное звено ЦНС. Так, ароматы лаванды способствуют выделению серотонина, ароматы жасмина стимулируют выделение эндорфинов, а герани — действуют на ацетилхолин. Ароматы мяты способствуют снижению повышенного количества катехоламинов и т.д.
Привлекают внимание особенности и закономерности действия растительных ароматов через органы обоняния и обонятельный мозг на различные органы и системы. Они характеризуются сверхмалыми дозами (в диапазоне 10-18 — 10-10), а также противоположно направленным эффектом при более высоких дозах. Кроме того, несмотря на различный химический состав действующих ароматов и объектов, наблюдаются общие закономерности их действия в сверхмалых дозах. В этом диапазоне активны именно регуляторные вещества, которые в основном имеют пептидную и полипептидную природу, однако и некоторые вещества непептидной природы (в частности, растительные ароматические) действуют в сверхмалых дозах.
В нашей лаборатории на животных получены данные о действии растительных ароматических веществ (РАВ) на соматические клетки в сверхмалых дозах — на уровне 10-10 — 10-9.
Нередко ароматы растений независимо от того, ощущаем мы их в атмосфере или нет, оказывают биорегулирующие эффекты
Информационно-энергетические и структурные свойства растительных ароматических веществ в механизме их действия
В.И.Вернадский писал, что через живое вещество и неорганическую материю проходит три природных потока — вещество, энергия и информация. Это полностью относится к РАВ, мономолекулы которых несут растительному и животному миру вещество, энергию и информацию.
В опытах установлено, что водорастворимые вещества корневых выделений растений-доноров всегда проникали в растения-акцепторы, не подкормленные |4С, и включались в их метаболизм. РАВ доноров, выделяемые надземными органами, также поглощались надземными органами растений-акцепторов.
РАВ направлены против совместно произрастающих растений, которые представляют потенциальную опасность как конкуренты за пространство и факторы жизни. Для таких целесообразных эффектов необходимы определенные информационные системы, посылающие сигналы и воспринимающие их [Гродзинский A.M., 1985].
Механизм взаимного распознавания растений неизвестен. Но достоверно изученные явления позволяют предполагать, что они связаны с состоянием и деятельностью поверхностных мембран клеток, образованных фитогемагглютининами (лейкинами) и гликопротеидами. Последние обусловливают распознавание чужеродных или своих клеток, а также пыльцы. Предполагают, что сигнальное вещество должно обладать сродством к фитогемагглютининам, нарушая, блокируя их молекулы и вызывая тем самым торможение клеточного деления или, наоборот, избыточный рост. Гликопротеиды позволяют распознавать чужеродные или свои клетки, а также пыльцу.
Высказаны предположения, что РАВ способны воздействовать на гены, изменяя характер «считывания» наследственной информации в ходе онтогенеза. Не исключается при этом информационная роль различных компонентов РАВ — терпенов, фенолов, которые также являются носителями аллелопатического взаимовлияния растений [Гродзинский A.M., 1985].
Приведенные и другие факты свидетельствуют о необходимости принципиально нового подхода к проблеме биологического действия РАВ на живые организмы.
Мы попытались подойти к этой проблеме на основе концепции об информационно-энергетической роли РАВ, согласно которой любая живая система находится в состоянии энергоинформационного обмена с окружающей средой и любое возможное влияние РАВ на живые организмы должно быть обусловлено их информационно-энергетическим действием [Сарчук В.Н., 1992].
Можно предполагать, что мономолекулы компонентов РАВ п¬стоянно информируют организм о среде, в которой он находится. Их информационная функция в жизнедеятельности организма проявляется в передаче информации из внешней среды в организм, в клеточных и межклеточных информационных взаимосвязях внутри организма. При этом информационно-энергетическая связь организма с атмосферой происходит одновременно по трем каналам.