Vůně nebo vůně je směr , který umožňuje analyzovat chemické těkavé látky ( zápach přítomný) ve vzduchu.
Čich je zásadním smyslem pro mnoho druhů; je například užitečný nebo nezbytný pro činnosti výzkumu potravin (lov, výzkum chutných rostlin atd.), vyhýbání se predátorům , umístění místa hnízdění, snášení, rozmnožování, otelení atd., pro rozpoznávání a značení území, pro komunikaci mezi jednotlivci čichovými zprávami, pro hledání sexuálních partnerů a pro opylování květin atd.
Tento smysl se u lidí používá méně než u mnoha savců, u nichž převažuje, přesto se zdá , že osobní pach stále hraje v lidech jednu nebo více rolí, pokud jde o neverbální komunikaci , v různých dobách lidského těla. nuance, zejména podle pohlaví (muži / ženy), podle věku nebo podle sociokulturních kontextů.
Olfactique je věda o voní jazyk a jejich role v non-verbální komunikace.
Čich žraloka je nejrozvinutější ze zvířat.
Čichový aparát je víceméně vyvinut podle rodin ptáků. Tyto čichové žárovky ze sněhu Petrel v zejména o Procellariidae rodiny , zaujímají třetinu mozkové hmoty. Přímým záznamem neuronální odezvy žárovek a také pozorováním fyziologických odpovědí jednotlivců je známo, že supi , kachny , holuby a špačci vnímají různé pachy a odlišují je.
Ptáci mohou pomocí vůní:
U některých druhů mají sekrece z uropygiální žlázy rozpoznatelný zápach, který se liší od jednotlivce k jednotlivci, což umožňuje individuální rozpoznání a případně zasahuje do přitažlivosti potenciálních partnerů. To je zejména případ s určitými kachen , mnoho bouřliváci , papuchalků a hoopoes .
Čich je u koček doposud nejrozvinutější.
AplikacePsi byli úspěšně vyškoleni, aby cítili kapky rtuti, například uvězněné na koberci nebo v trhlinách podlahy, kontaminované nástroje, studny, stoky ... Dva labradory tak ve Švédsku pomohly identifikovat 1,3 t rtuti shromážděné na 1000 školách který se účastnil projektu „Mercurius 98“. Ve Spojených státech vycvičený pes získal 2 t rtuti ze škol v Minnesotě .
U lidí je jedinec obecně přirozeně schopen odlišit svůj vlastní zápach, vůni svého manželského partnera a některých jeho příbuzných a vůní jiných lidí, ale tuto schopnost lze značně snížit použitím parfémového deodorantu nebo určitých postupů osobní hygieny. . Mozku a dalších orgánů ( srdce ) i nadále reagovat na určité čichových podnětů během spánku. Třetí den je novorozenec schopen reagovat na vůni své matky, na vůni mateřského mléka (nebo umělého mléka, pokud se s tímto mlékem začalo krmit brzy) nebo reagovat mimikou. Odlišně příjemným (vanilin) nebo nepříjemný zápach (kyselina máselná). Většina studií, které srovnávaly čichové schopnosti mužů a žen, dospěla k závěru, že ženy jsou lepší než muži v detekci pachů, jejich identifikaci, diskriminaci a zapamatování si. Funkční zobrazování a elektrofyziologické studie ukazují stejným směrem (pokud existují rozdíly mezi pohlavími). Na čich ženy má vliv menstruační cyklus, těhotenství, gonadektomie a hormonální substituční terapie. Ačkoli se o důležitosti feromonů u lidí diskutuje, zdá se, že existuje složitý vztah mezi lidskými reprodukčními hormony a čichovou funkcí.
Určité pachy mohou také pomoci zaměřit se na obtížný úkol; Bylo tedy experimentálně prokázáno, že epizodická difúze pachu, jako je máta peprná, může zlepšit výsledky obtížného cvičení zahrnujícího komplexní dvojí úkol, ale nezlepší výsledky testu. Easy. U mnoha zvířat je vůně mnohem důležitější než u lidí. Tak biologické koridory (včetně těch vodních) jsou pro mnoho druhů chodeb vůní a pachů. Používají se také hlavně v noci nebo v pološeru ráno a večer. Chuť , které mohou detekovat chemické látky v roztoku, je význam blízká vůni. Kromě toho ve vodním prostředí není žádný rozdíl mezi chutí a vůní.
Čichání je aktivnější nebo lepší ve vlhkém, horkém (nebo „těžkém“) vzduchu, protože vysoká vlhkost umožňuje déle udržovat vonné molekuly aerosolu (např. Parfémy).
Čichání je smyslová funkce, která odpovídá vnímání pachových látek. Je to obecně vědomé vnímání, které lze získat přímým způsobem (vůní) nebo retro-nazálním způsobem . Tuto funkci plní čichová sliznice, která pokrývá přibližně 10% nebo 2 cm 2 celkového povrchu nosní dutiny . Žlázové buňky přítomné ve sliznici a v submukóze vylučují hlen lemující čichový epitel, který zajišťuje trvalé promývání sliznice.
Tato čichová sliznice je tvořena primárními čichovými neurony , mnohem citlivějšími než chuť. Tyto neurony jsou specializované bipolární neurony: představují řasinky na konci dendritů, které se koupají ve vrstvě hlenu lemující nosní dutinu a končí v čichovém epitelu , těle buňky umístěném v první třetině sliznice a axonem komunikuje s čichovou žárovkou . Čichové neurony, jako chuťové neurony, a na rozdíl od jiných neuronů , jsou neustále obnovovány jednou za dva měsíce. Na rozdíl od toho, co se děje u hlodavců, se nervové buňky čichové bulvy člověka neobnovují nebo jsou velmi malé (méně než 1% za 100 let) ( neurogeneze dospělých ).
Pachové molekuly přicházejí buď přímo difúzí v hlenu , nebo jsou převzaty transportními proteiny ( protein vázající pach nebo OBP), které umožňují hydrofobním molekulám - většinou - proniknout do hlenu pokrývajícího epitel, a tedy k '' dosáhnout membránových receptorů přítomných na řasinkách čichových neuronů . Předpokládá se, že tyto transportní proteiny koncentrují molekuly pachu na membránové receptory. Jako ligandy se vonné molekuly připojují k receptorům řasinkové membrány, což spouští transdukční cestu pro stimul zahrnující proteiny G olf (první posel), enzym adenylátcyklázu a cAMP (druhý posel). Druhý posel způsobí otevření iontových kanálů Ca 2+ / Na + přítomných na plazmatické membráně čichového receptoru, tyto dva ionty pak vstupují do buňky. Ca 2+ způsobí otevření Cl - kanálu , výstup tohoto iontu způsobí depolarizaci membrány, takže čichový receptor produkuje akční potenciály . Tyto impulzy jít přímo na čichové žárovky, v prefrontální oblasti na mozku , kde jsou tyto informace (a chuti), zpracované v těle.
Zdá se, že každý typ čichového receptoru (je uvedeno 400 různých typů proteinů čichového receptoru) má zvláštní citlivost, která částečně, ale ne úplně, překrývá citlivost jiných buněk. To znamená, že definovaná molekula aktivuje jedinečnou sadu receptorů (každý z těchto receptorů reaguje svou vlastní intenzitou). Axony čichových neuronů nesoucích stejný receptor se sbíhají ke stejné synaptické struktuře (glomerulus) umístěné v čichové baňce. Tato „geografická“ aktivace se poté odráží v určitém nervovém časoprostorovém vzoru v čichové baňce a interpretuje se jako pach mozku.
Miliony pachů detekovatelných lidmi jsou vytvářeny každý vonnou látkou strukturálně odlišnou od ostatních. Aby byla látka vonná, musí mít molekulovou hmotnost mezi určitými hodnotami a musí být těkavá. Mechanismus je stále poměrně špatně pochopen, ale v posledních letech bylo dosaženo značného pokroku v jeho porozumění po objevení genů (více než 1000 nebo 3% lidských genů), které kódují proteiny receptoru odorantu. Protože každý čichový neuron exprimuje pouze jeden nebo několik z těchto genů, je proto zapotřebí mnoho čichových receptorů. Lidská bytost je tak schopna vnímat tisíce nebo dokonce miliardy pachových sloučenin díky kombinatorickému kódovacímu systému založenému na omezené selektivitě čichových receptorových neuronů ( fr ) . Tyto neurony exprimující stejný gen čichového receptoru přenášejí všechny své akční potenciály na stejnou malou oblast čichového bulbu. Od té doby, co existuje Homo sapiens, bylo 60% jeho čichových genů ztraceno inaktivací genů, ale stále má 350 až 400 aktivních dnes.
Lidský pach byl považován za jeden z nejméně rozvinutých smyslů. V XIX th století a do 1970, neuroanatomists qualifiaient Human microsmate (slabý vývoj oblastí mozku spojené s čichu), vzhledem k jeho méně užitečné pro přežití ( čichovém systému zbytkový při odstranění bipedalism nos pozemní substrátu), a protilehlý ji na makroskopické druhy (hlodavci, psovití). Vědecká literatura k závěru, že by to mohlo odhalit 10,000 různé pachy, ale studie provedené vědci chování jako Karl von Frisch v roce 1970 ukázala, že člověk má kvalitativní diskriminaci voní pokutu a rozmanité, odehrávající se na veličin nekonečně. Studie z roku 2014 naznačuje, že dokáže vnímat více než bilion (1000 miliard s) pachů. Čich tedy zůstává velmi důležitý při vědomém nebo nevědomém určování našeho chování. V praxi existují dva vnímavé prahy. Nejslabší odpovídá detekci zápachu, který však subjekt nedokáže identifikovat. Druhá prahová hodnota odpovídá identifikaci daného zápachu. Některé molekuly, jako jsou thioly , jsou detekovány mnohem nižší rychlostí než jiné. Některá zvířata jsou schopna detekovat molekuly miliardkrát zředěnější, než je prahová hodnota našeho čichu. Nakonec existuje předpoklad, že čichovým systémem jsou detekovány určité molekuly (hormony, feromony ), i když se jejich vnímání nepromítne do „vědomého“ zápachu.
Vnímání zápachu je výsledkem velmi rychlého, téměř okamžitého podnětu, který obsahuje několik informací, mimo jiné o intenzitě a kvalitě zápachu. Pokud jde o intenzitu, náš čich se chová jako pojem horké a studené. Intenzita signálu je důležitá na začátku vnímání, poté s adaptací postupně klesá. Kvalitativně funguje náš čich jako u pojmu chuť. Můžeme rozpoznat, ocenit a klasifikovat kvalitu vůně na základě instinktivních a kulturních reakcí.
I když sledují odlišné nervové dráhy, vůně a chuť spolu úzce souvisejí a mnoho z toho, co se chuti přisuzuje, ve skutečnosti závisí na vůni. Pokud je tedy čichový orgán přetížen v důsledku nachlazení , jsou chuťové vjemy výrazně sníženy.
Určité klíčové mechanismy (molekuly odorantu) - zámek (receptor) jsou známé a přijímané, ale nejsou plně pochopeny, stejně jako u jiných oborů zahrnujících fenomény rozpoznávání ligand - protein ; nestačí k vysvětlení výkonu a rychlosti čichové odpovědi (nezdá se, že by mechanismus čichání nezměnil chemické složení molekuly zápachu a klasická fyzika a chemie nevysvětlují dobře, co v rámci vonné složky ve skutečnosti aktivuje receptor ).
Z kvantové efekty objeví vysvětlit (alespoň částečně), účinnost a rychlost čichu (jak se také zdá, hrají klíčovou roli v procesu enzymatické a magnétodétection ). Malcolm Dyson v roce 1938 a poté Wright v roce 1977 nejprve předpokládali, že molekulární vibrace molekuly odorantu jsou tím, co je detekováno receptorem (který by pak mohl například určitým způsobem transformovat tepelné variace vonného produktu v signálu pochopeném mozkem ), ale tato hypotéza nastolila otázku, jak vědět, jak může receptor rozlišit konkrétní fluktuaci, zatímco v buňkách a v jakémkoli živém organismu vše neustále kolísá.
V roce 1996 Luca Turin naznačuje, že receptor nedetekuje tepelné výkyvy, ale kvantově mechanické vibrace vonné látky. Proces tohoto typu byl již pozorován v roce 1968 jako prostředek přenosu signálu signalizací Lambe a Jaklevikem, který prokázal „ nepružné tunelování elektronů “(IET) schopné kódovat informace o molekulární energii (kvantované vibrace nebo fonony ) ve výsledném proudu (nepružné tunelování odpovídá přechodu probíhajícímu bez ztráty energie pro elektron, který prochází izolační bariérou (prostřednictvím tunelového jevu) ), zatímco v případě pružného přechodu ztrácí energii, je to převážně dominantní případ). Takový biologický účinek je možný v nosních receptorech; zlaté pravidlo Fermiho je pro jeden přenos elektronů, pak odorizační látky mají pouze slabě rušivé přítomnost; přijímající buňka by tento odorant necítila, ale určitým způsobem by jej slyšela (prostřednictvím telefonů, nikoli systémem tympanického typu , ale systémem interakcí probíhajících v atomovém měřítku, spadajících do rozsahu kvantové fyziky a / nebo kvantová chemie . Stačilo by, aby si vonné činidlo otřelo vazebné místo GPCR (izolační bariéra), které se tam krátce váže prostřednictvím systému donor / akceptor elektronů, což umožňuje přenos elektronu (způsobený rušivým Pokud je přenos elektronů nepružný, je diskriminační a molekulu odorantu lze identifikovat podle jeho fononové excitace . Tento model je kompatibilní s rozpoznáváním chirálních molekul pomocí čichu.
Testování této hypotézy je teoreticky poměrně snadné, a to díky skutečnosti, že se molekulární vibrace mění s izotopovými substitucemi. Ve skutečnosti má izotop velikost / hmotnost, která se mírně liší, což implikuje vibrační změnu (bez úpravy jakékoli jiné fyzikální vlastnosti, pokud izotop není také radioaktivní). Substituce jediného atomu odorantu jedním z jeho izotopů (například atom kyslíku nebo vodíku, který je nahrazen jedním z jejich izotopů) musí poté změnit vůni vnímanou subjektem, který vdechuje odorant ... rozdíl, který by těžko mohl lze vysvětlit nekvantovými hypotézami).
Lidské vnímání pachů je však modulováno subjektivními a kulturními faktory, které mohou experimentování komplikovat. První experimenty navíc poskytly výsledky nakloněné někdy jedním směrem, někdy druhým:
Stejně jako ostatní smysly může být čich zvýšen pozorností. Jeho intenzita také závisí na cirkadiánním rytmu . U laboratorních potkanů se tedy ukázalo , že výkonnost neuronové odpovědi na zápach se mění podle hodiny. U potkanů je tedy pach považovaný za biologicky neutrální ( olej z cedrového dřeva nebo minerální olej ) stimulem pachu, který je lépe vnímán v subjektivním nočním období čichem potkana než v subjektivním dni, stejně jako biologický pach. relevantní ( alarm ), jako je tomu v moči z lišky , jeden z hlavních potenciálních predátorů krysy.
V 60. letech 20. století výzkum provedený profesorem Lipsittem prokázal, že u novorozenců existují schopnosti detekovat zápach a učit se. I v děloze je čichový systém plodu jedním z prvních smyslů, které se zavedou mezi 11. a 15. týdnem.
Vystavení plodu pachovým látkám přenášeným plodovou vodou mu poskytuje první čichový zážitek, který pravděpodobně ovlivní jeho preference po narození.
Na anatomické úrovni je čichový systém tvořen dvěma strukturami, hlavním čichovým systémem, jehož stimulace vyvolává čichy a trigeminálním systémem, který vyvolává somatosenzorické vjemy (hmatové, tepelné, bolestivé, vlhké). Existuje třetí část zvaná „ vomeronasální orgán “, která je zasazena do otvoru nosních dírek. U lidí, Jacobsonův orgán je stále v primitivním stavu, protože jeho aferentní nervová zmizí z 18 -tého týdne embryonálního života. Nezdá se, že by byl funkční, ale jeho implikace při detekci feromonů je předmětem mnoha debat (Giorgi et al., 2000; Foltan a Sedy, 2009; Mast a Samuelsen, 2009). U mnoha druhů obratlovců je tento smyslový orgán spojen s vnímáním feromonů pro jejich reprodukci nebo například s vyznačením jeho území.
Poruchy zápachu se nazývají dysosmie .
Kvantitativní Anosmie a hyposmieZtráta čichu se nazývá anosmie , její podstatné snížení se nazývá hyposmie . Je to nejčastěji kvůli traumatu, určitým intoxikacím ( chronická otrava olovem, například pro starší lidi) nebo viru ( SARS-CoV-2 , odpovědný za COVID-19 ) nebo špatně léčených infekcí ( akutní rýma , ...), ale mohou být také genetického nebo vrozeného původu nebo mohou následovat po užívání určitých léků .
Anosmie může ovlivnit všechny pachy nebo pouze některé z nich (specifické anosmie). To je často doprovázeno ageusií (ekvivalentem k chuti), i když tento pokles chuti je pozorován u lidí, kteří ztratili čich pozdě. Někdy je ztráta čichu známkou zablokování dutin, zejména u nosní polypózy .
Anosmie je jedním z varovných signálů neurodegenerativních onemocnění , jako je Alzheimerova choroba nebo Parkinsonova choroba , nebo jiných problémů kromě „normálních“ senzorických ztrát souvisejících se stárnutím. Rovněž bylo pozorováno, že u laboratorních myší upravených tak, aby přirozeně produkovaly amyloidové plaky, čímž se reprodukuje to, co je pozorováno u lidí v případě Alzheimerovy choroby, že první část postižená degenerací mozku je ta, která je zodpovědná za vůni myš (umístěná mezi středem mozku a tlamou). První příznaky jsou rychlý a znatelný pokles čichu, zjištěný z prvních plaků, kolem 3 měsíců (u modifikovaných myší). Čichový test by proto mohl být jednou z alternativ dražších metod (skener atd.) Včasné diagnostiky Alzheimerovy choroby “.
Ztráta čichu má na postižené lidi různé účinky: často vyvolává období silné deprese , doprovázené různými příznaky, včetně zejména snížení chuti k jídlu a libida a sexuálního vzrušení. Je-li to závažné, je to spojeno se zvýšeným rizikem domácích nehod.
Účinný test bez ohledu na věk a kulturu pacienta a bez zapojení paměťových schopností je založen na vdechování velmi nepříjemných pachů: Normální člověk (reflexivně) blokuje dýchání od začátku vdechnutí, zatímco osoba s nedostatkem pachu vdechujte déle, než detekujete zápach nebo jej nezjistíte.
HyperosmieHyperosmia je nárůst o čichové schopnosti, například, mají schopnost identifikovat poslední, kdo opouští židli s jeho vůní. Zjistíme, že tento příznak u lidí s bolestí hlavy z migrény , nebo chronické primární nedostatečnosti nadledvin .
Kvalitativní KakosmiePorucha zápachu, která způsobuje, že pacienti mají rádi nebo vnímají pachy, které jsou špinavé, hnilobné nebo považované za nepříjemné. Kakosmie může mít fyziologický (rýma, zánět vedlejších nosních dutin, nádor) nebo psychologický původ. Často zaměňována s kakostomií, která označuje vydechování nepříjemných pachů. Ty pocházejí z funkčních poruch (úst nebo trávicího systému).
ParosmieParosmie je zkreslení zápachu do jiného zápachu, obvykle nepříjemnou.
PhantosmiaPhantosmia (nebo fantosmie) je fantom zápach, který se vyskytuje bez zdrojem zápachu je přítomen. Může to být příjemné i nepříjemné.
Ve Francii operace „Kleopatřina nos“, které žádají občany, aby si jednou denně všimli svých čichových vjemů u okna nebo na balkóně, umožnily lépe sledovat cestu určitého znečištění v průmyslových městech (například Calais ), a to jejich mapováním data, zkřížená s daty předpovědi počasí.
Bioinspirace : Vědci se snaží čerpat inspiraci z čichu zvířat při vývoji umělého nosu .