Перевод MIL OSI. Регион: Германия/Германия –
Источник: Universitat HamburgОт молекулы до запаха цветов — понимание того, как работает обоняниеПроф. доктор Кристиан Лор, кафедра биологии. В носовой полости находятся миллионы нервных клеток, передающих сигналы в головной мозг, так называемые сенсорные обонятельные рецепторные нейроны. Они являются отправной точкой очень сложного процесса в системе, которая развивается до рождения. Мы изучаем, как именно мозг млекопитающих обрабатывает обоняние и какие процессы при этом происходят, например, триггеры — это запахи, исходящие от цветов или мыла. Это летучие молекулы, которые попадают в наши носы с воздухом. Там они встречаются с рецепторами. Всего существует около 350 различных типов рецепторов, каждый из которых воспринимает определенные типы молекул, хотя существуют и перекрытия, а значит, и бесконечное количество возможных комбинаций. Каждый тип включает в себя тысячи нейронов, которые распределены в носовой полости и активируются одновременно при подаче соответствующего стимула. Проф. доктор Кристиан Лор. Фото: UHH/Hansen Затем они посылают сигналы в мозг по нервным волокнам, так называемым аксонам. Информация сначала отправляется в обонятельную луковицу (bulb olfactorius), где она должна быть отсортирована, потому что помимо молекул цветка также посылаются сигналы от различных других обонятельных раздражителей. Образец формируется из информации в обонятельной луковице, которая затем отправляется в кору головного мозга, где формируется обонятельное впечатление от цветка. Как информация обрабатывается в обонятельной луковице? Особенности обоняния: рецепторы одного типа распределяются по всей носовой полости, и нервные волокна начинаются в разных местах мозга, но прежде чем они достигают обонятельной луковицы, они собираются вместе и заканчиваются пучками в одной точке обонятельной луковицы — независимо от того, откуда пришел стимул в нос. Такого перераспределения информации на пути к мозгу в других органах чувств не происходит.На препаратах мозга животных мы исследуем, как именно обрабатывается информация в обонятельной луковице. Порезы имеют длину около двух миллиметров и толщину 250 микрометров. Под микроскопом можно увидеть отдельные клетки, в которые мы вводим микроэлектрод с помощью дистанционного управления с помощью так называемого микроманипулятора — своего рода небольшого робота — для того, чтобы вызывать электрический раздражитель. Это имитирует обоняние и приводит, например, к электрическим импульсам в нервных клетках, которые мы измеряем вторым микроэлектродом. Для нас неважно, идет ли речь об аромате цветов или бананов, нас интересуют общие процессы.В фокусе: клетки-компаньоны и опорные клетки.В моей рабочей группе мы уже связываем это исследование обонятельной системы с клинической картиной и , например, мы смотрим, как обработка информации изменилась при рассеянном склерозе. Тем не менее, мое внимание сосредоточено на фундаментальных исследованиях, и я имею дело с очень специфическим типом клеток, так называемыми астроцитами или глиальными клетками.Раньше их называли клетками-компаньонами или опорными клетками, они заполняют все промежутки между отдельными нервными клетками и оказывают значительное влияние на связь между ними. Я сосредотачиваюсь на их роли именно в обработке нейронной информации во время обонятельного процесса. Известно, что они активируются и при раздражении рецептора, но хотелось бы выяснить, как они затем воздействуют на нервные клетки, поддерживают или тормозят обонятельный процесс и как влияют на обонятельное впечатление.
В центре внимания после Короны: потеря обоняния, ее причины и последствия. Анна-Софи Хоффманн, Клиника уха, горла и носа и поликлиника университетской клиники Гамбург-Эппендорф От трех до пяти процентов людей в Германии страдают длительной потерей обоняния, аносмией. Около 20 процентов страдают гипосмией, то есть ослабленным обонянием, и даже каждый четвертый человек старше 50 лет страдает. Причины разнообразны – вирусная инфекция, аллергия, искривление носовой перегородки, хронические инфекции носовых пазух с полипами, заболевания нервов и, реже, опухоль или черепно-мозговая травма, при которых происходит отрыв обонятельных волокон. Потеря представляет собой огромное ограничение качества жизни, особенно потому, что большая часть вкуса осуществляется через обоняние, и это чувство обычно также не функционирует должным образом. Анна-Софи Хоффманн. Фото: Великобритания Многим знакомо временное нарушение обоняния во время инфекции. Этот симптом широко освещался в средствах массовой информации после пандемии короны. При вирусных заболеваниях это может быть связано с отеком слизистой оболочки носа. Это выстилает основные носовые полости, и его могут раздражать микробы, поэтому он получает больше крови, отекает и закрывает нос. Воздух для дыхания и, следовательно, молекулы запаха больше не могут проникать в обонятельные клетки. Также может случиться так, что вирус напрямую атакует и повреждает клетки носа. В настоящее время проводятся исследования точных механизмов работы вируса короны Два исследовательских проекта по короне и потере обоняния В моем отделе мы начали два проекта в связи с Covid-19. В первом команда исследовала, сколько пациентов с Covid-19, которые были госпитализированы, но не лечились в отделении интенсивной терапии, имели объективную потерю обоняния. Даже если это редко происходит при варианте омикрон, исследования показывают, что во время первых волн в среднем около 76 процентов людей, страдающих от Covid-19, страдали от потери обоняния и вкуса. Основное внимание было уделено вопросу о том, сколько времени требуется для исчезновения симптомов и какую роль в этом играют факторы риска, такие как возраст и перенесенные заболевания.Особую проблему представляет объективное измерение обоняния. Для этого мы используем ароматизированные ручки, которые пахнут самыми разными вещами, например, розами, ананасами или рыбой. Затем пациенты должны будут выбрать из выбора, как пахнет образец, или правильно определить различные концентрации запахов. Здесь нам удалось показать, что дифференциация запахов у пациентов с COVID-19 все еще работает достаточно хорошо, в то время как порог восприятия запаха — то есть минимальная концентрация одоранта, при которой он может быть воспринят, — значительно повышен. МРТ обонятельной луковицы? Второй проект был реализован в рамках исследования здоровья города Гамбурга (HCHS), в рамках которого несколько тысяч жителей Гамбурга обследуются на наличие различных заболеваний. За время пандемии сформировалась группа из около 150 больных Covid-19. Им была проведена магнитно-резонансная томография (МРТ) головы, и мы оцениваем записи, чтобы определить, в какой степени обонятельная луковица (bulbus olfactorius), которую можно легко обнаружить с помощью МРТ, демонстрирует колебания объема. Около половины людей, пострадавших от Covid-19 в нашем исследовании, сообщили о потере обоняния — и мы можем сравнить их фотографии с участниками, у которых не было этого симптома. Для нас интересно, восстанавливается ли обонятельная луковица после исчезновения симптомов. Данные в настоящее время оцениваются в рамках этого проекта.Кстати, существуют различные терапевтические подходы к потере запаха. Острое воспаление и отек можно лечить кортизоном или антибиотиками, полипы оперируют или лечат медикаментозно. Пострадавшие могут проводить обонятельную тренировку с ароматическими маслами в течение определенного периода времени, то есть они нюхают флаконы несколько раз в день, чтобы снова и снова стимулировать обонятельные нервы. Однако обонятельные клетки могут регенерировать и без лечения, что является особенностью носа. Во многих случаях обоняние восстанавливается само по себе. Наши данные в настоящее время оцениваются, но другие исследования уже показали, что около 95 процентов пострадавших от коронавируса снова могут нормально пахнуть через шесть месяцев.
Против зловония и болезней – ароматические масла в древностиЖюстин Димке, отдел «Древняя история»Как античный историк я имел дело с различными гранями жизни в древности, т.е. афинской и римской культурой в период с 7 века до н.э. по 3 век до н.э. , век нашей эры. Сохранившиеся описания чувственных впечатлений могут многое рассказать нам о жизни того времени. В то время, по нашему нынешнему восприятию, там, должно быть, очень плохо пахло, люди жили рядом с животными, туалеты были открыты для публики, а личная гигиена не шла ни в какое сравнение с сегодняшней. Однако в источниках об этом мало написано. Поскольку люди к этому привыкли, вонь редко упоминалась в явном виде Жюстин Димке. Фото: личное С другой стороны, ароматы описываются в других контекстах, например, для описания и оценки людей, потому что в то время их запах также ассоциировался с личностью. Например, Александр Македонский описывается как обладающий очень ароматным запахом, а Венера очаровывает мужчин своим ароматом, в то время как низшие социальные классы и женщины считаются плохо пахнущими сами по себе. Есть также графические изображения производства духов на фресках древних домов. В рамках своей диссертации я работаю над депрессией в древности. В трудах Плутарха есть свидетельства того, что еще в Древнем Египте ароматы считались благотворными для души и, по Аристотелю, способствуют счастью, «согревая мозг и тем самым расслабляя его». Вот как я узнал об этом, потому что медицинские тексты подробно описывают ингредиенты для таких ароматов и их эффекты.В то время как некоторые запахи излечивали, например, расстройства матки, неприятные запахи считались признаком болезни и способом заражения. По этой причине многие ароматы использовались в погребальных ритуалах, например, потому что люди боялись заразиться через запах трупа. Это подводит нас к содержанию использования ароматов в качестве духов Источники показывают, что ароматы использовались гораздо более чрезмерно, чем сегодня, в домашнем хозяйстве и в общественной жизни – по крайней мере, в высших классах – для маскировки вездесущего смрада. От собственной одежды и домашних животных до обеденного стола и театральных кресел — все было обеспечено ароматными ароматными маслами. Они были настолько ценны, что на людей нападали из-за них, как показывает фрагмент папируса. Следующий проект: Запахи и профессии. перевод рецептов и без растительных веществ, которые, как мы теперь знаем, являются канцерогенными и которые мы поэтому должны были опустить, был не таким простым.В настоящее время я работаю над запахами в военном контексте. Есть отчеты об осадах и битвах, а также записи, которые можно назвать справочниками. Например, я хотел бы сейчас посмотреть, приписывались ли определенные запахи врагам. Эта ассоциация определенных запахов с социальными группами затем также станет предметом дальнейших проектов. Я обнаружил, что некоторые профессии были негативно связаны с неприятными запахами, в том числе валяльщики, которые чистили одежду в то время. Тогда, в отличие от сегодняшнего дня, белье стирали мочой, поэтому в воздухе стоял сильный смрад. Хотелось бы посмотреть, могут ли определенные типы отрабатываться в профессиях.
Улучшение электронных носов с помощью наночастицСофия Биттингер, кафедра химииЭлектронные носы — это аналитические приборы, работающие по принципу человеческого обоняния: газовые сенсоры реагируют, как обонятельные рецепторы, на молекулы в окружающем воздухе. Сигналы передаются на компьютер, который соответствует обонятельной луковице, и оценивает и интерпретирует их. В рабочей группе Dr. Тобиас Воссмейер, где я работаю докторантом, мы разрабатываем новые газовые датчики и электронные носы — с помощью наноматериалов и особенно наночастиц золота. София Биттингер. Фото: Лилья Фрике Размер частиц составляет от трех до семи нанометров, где один нанометр равен одной миллионной доле миллиметра. Они сшиваются с алкандитиолами — органическими соединениями, состоящими из углерода, водорода и серы — с образованием тонкой пленки толщиной от 20 до 100 нанометров, что приводит к так называемому нанокомпозиту. Поскольку мы сами производим гибридные пленки, мы можем специально изменять свойства, изменяя состав и длину цепей алкандитиолов, и таким образом оптимизировать их для восприятия определенных веществ. Эти сенсоры очень чувствительны и могут использоваться по-разному.Каждая сенсорная пленка соответствует обонятельному рецептору в нашем носу. Когда молекулы окружающего воздуха попадают на датчик, они впитываются в пленку, она набухает, и ее проводимость изменяется за счет изменения расстояний между наночастицами золота. Потому что мы постоянно пропускаем через пленку электрический ток – и если он становится слабее, это свидетельствует о реакции с газовым компонентом. Мы можем считывать и интерпретировать это изменение, потому что разные компоненты газа приводят к разным профилям сигнала. с производством сенсорных решеток, т. е. чипов, на которых расположено несколько различных сенсорных пленок — точно так же, как в носу имеется множество различных рецепторов. Массивы, которые я изготавливаю, содержат, например, восемь сенсорных пленок, которые по-разному реагируют на молекулы газа из-за их разных свойств, что приводит к разным откликам на обнаруживаемое вещество. Характеристический образец, возникающий в результате их комбинации, можно оценить с помощью алгоритмов распознавания, присвоить газовому компоненту и, таким образом, проверить. Это еще одна важная часть моей докторской диссертации: в сотрудничестве с Dr. Хендрик Шлике из Центра прикладных нанотехнологий им. Фраунгофера, Канада, я изучаю, как следует интерпретировать паттерны ответов этих датчиков. Поскольку я специально использую пары растворителей, таких как спирты, я могу делать выводы о характерных закономерностях для тестируемых веществ и классов веществ по сигналам массива. Возможные применения в медицине и анализе окружающей среды. из серии применение удалено, но многие области применения мыслимы в будущем. В основном мы используем датчики для обнаружения летучих органических соединений. Это, например, молекулы в воздухе, которым мы дышим, которые могут представлять интерес для медицинской диагностики, поскольку определенные молекулы используются в качестве маркеров заболеваний при анализе дыхания. Возможны также применения в анализе и контроле пищевых продуктов, а также в анализе окружающей среды. Цель моей работы — лучше понять свойства разработанных нами сенсорных материалов и оптимизировать их пригодность для этих и подобных приложений.
МИЛ ОСИ
ПРИМЕЧАНИЕ РЕДАКТОРА: Эта статья является переводом. Приносим свои извинения, если грамматика и/или структура предложения не идеальны.