Cтраница 2
Близко расположенные полярные группы способны взаимодействовать с одной и той же функциональной группой в молекуле пахучего вещества, образуя единый осмофор Если же полярные группы удалены друг от друга, то такое расположение вызывает дезориентацию молекулы и, как следствие этого, ослабление запаха. [16]
В 1928 г. Дайсон предположил существование связи между запахом и частотой колебания атомов или групп атомов в молекуле пахучих веществ. Аналогичные корреляции были найдены Райтом в далекой инфракрасной области спектра для 10 соединений с мускусным запахом, 10 соединений с немускусным запахом и 13 соединений, обладающих запахом свежей зелени. Кроме того, Райт указал, что в случае оптически активных соединений нет ни одного примера такой ситуации, когда один энантиомер имеет запах, а другой совсем не пахнет; отсюда он заключил, что первичный обонятельный процесс носит не химический, а физический характер. [17]
В настоящее время можно считать установленным, что пусковым механизмом для возбуждения обонятельной клетки является непосредственный контакт и взаимодействие молекул пахучих веществ с обонятельными рецепторами. Однако механизм этого взаимодействия на молекулярном уровне пока неизвестен. [18]
Теория профильно-функциональных групп, предложенная Беетсом [8], базируется на предположении, что центральную роль в процессе восприятия запаха играют профиль молекулы пахучего вещества и положение его функциональных групп. [19]
В настоящее время наиболее широко распространенным является предположение о том, что рецепторный участок представляет собой белковую молекулу, которая при взаимодействии с молекулами пахучих веществ изменяет свою конформацию, приспосабливаясь к стерическим требованиям молекул этих веществ. [20]
Условиями восприятия запахов являются летучесть пахучего вещества ( выделение его молекул в свободном виде); растворимость веществ в жирах; движение воздуха, содержащего молекулы пахучего вещества в области обонятельного анализатора. [21]
Примером диффузии служит распространение запаха цветов или приготовляемой пищи. Вследствие испарения концентрация молекул пахучих веществ в непосредственной близости от букета цветов большая, а хаотическое тепловое движение молекул перемешивает молекулы воздуха и пахучих веществ, что и вызывает распространение запаха по всей комнате. Такое перемешивание ведет к выравниванию концентрации молекул пахучих веществ во всем объеме комнаты. [22]
Монкрифф предположил, что и в этом случае справедлива идея замка и ключа, идея структурного соответствия. Оно должно осуществляться между структурой молекулы пахучего вещества и молекулярными структурами рецепторных клеток. [23]
Существуют более тридцати различных теорий, объясняющих способность человека распознавать запахи, но большинство этих теорий экспериментально не подтверждается. Исключение составляет стереохи-мическая теория, согласно которой молекулы пахучих веществ раздражают окончания обонятельного нерва. Последиий посылает сигнал в обонятельную луковицу и далее - в нижний отдел коры головного мозга, где сигналы суммируются и перерабатываются в характеристики запаха. Эмур установил, что существует семь первичных запахов, из которых можно получить любой запах. Первичные запахи - камфаропо-добный, мускусный, цветочный, мятный, эфирный, острый и гнилостный. Молекулы первых пяти запахов входят в соответствующие по конфигурации рецепторные участки. [24]
Авторы многих гипотез рассматривают взаимодействие пахучего вещества с обонятельным рецептором как процесс адсорбции. Экспериментально пока не решено, является ли этот процесс физической адсорбцией или он связан с химическим превращением молекул пахучего вещества. Наиболее перспективным, по-видимому, в настоящее время является представление о специализированных белковых молекулах, находящихся в мембранах обонятельных клеток и взаимодействующих с молекулами пахучих веществ. [25]
Вибрационная теория-писал он - не получила общего признания ввиду недостаточного экспериментального обоснования, а также потому, что трудно показать, каким образом колебания атомов в молекулах пахучих веществ могут вызвать возникновение импульса в обонятельном нерве [ 356, стр. В середине 1960 - х годов он начинает исследования с целью подтверждения высказанного им предположения [195] о связи запаха с определенным набором характеристических частот в колебательных спектрах. [26]
Одно из распространенных явлений природы, которое объясняют хаотическим движением молекул, представляет собой явление диффузии ( от латинского диффузио. Примером диффузии служит распространение запаха цветов или приготовляемой пищи. Вследствие испарения концентрация молекул пахучих веществ в непосредственной близости от букета цветов большая, а хаотическое тепловое движение молекул перемешивает молекулы воздуха и пахучих веществ, что и вызывает распространение запаха по всей комнате. Такое перемешивание ведет к выравниванию концентрации молекул пахучих веществ во всем объеме комнаты. [27]
Примером диффузии служит распространение запаха цветов или приготовляемой пищи. Вследствие испарения концентрация молекул пахучих веществ в непосредственной близости от букета цветов большая, а хаотическое тепловое движение молекул перемешивает молекулы воздуха и пахучих веществ, что и вызывает распространение запаха по всей комнате. Такое перемешивание ведет к выравниванию концентрации молекул пахучих веществ во всем объеме комнаты. [28]
Обоняние-способность воспринимать запахи, осуществляется благодаря обонятельному анализатору, рецепторами которого являются нервные клетки, расположенные в слизистой оболочке носа. Эти клетки преобразуют энергию раздражителя в нервное возбуждение и передают его обонятельному центру. Для этого требуется непосредственный контакт рецептора с молекулой пахучего вещества. Эти молекулы, осаждаясь на небольшом участке мембраны обонятельного рецептора, вызывают местное изменение ее проницаемости для отдельных ионов. В результате развивается рецепторный потенциал - начальный этап нервного возбуждения. Человек обладает различной чувствительностью к пахучим веществам, к некоторым веществам она особенно высокая. Например, этилмеркаптан ощущается при его содержании в количестве, равном 0 00019 мг и 1 л воздуха. Полный диапазон воспринимаемых концентраций может охватывать 12 порядков. [29]
По аналогии была выдвинута идея о колебательной природе запаха. Дайсон считает, что обонятельный орган воспринимает колебания атомов в молекулах, те самые колебания, которые проявляются в инфракрасных спектрах и в спектрах комбинационного рассеяния света. Колебательная теория запаха исходит из представления о резонансе колебаний молекул пахучих веществ и колебаний молекул в рецепторных обонятельных клетках. [30]