021-22889554
021-26703715
مشاوره آموزشی رایگان

021-22889554  |  021-26703715 مشاوره آموزشی رایگان

شما نه فقط با بینی که با بدنتان بو میکنید.

Jennifer Pluznick

You smell with your body, not just your nose

Do your kidneys have a sense of smell? Turns out, the same tiny scent detectors found in your nose are also found in some pretty unexpected places -- like your muscles, kidneys and even your lungs. In this quick talk (filled with weird facts), physiologist Jennifer Pluznick explains why they're there and what they do.


تگ های مرتبط :

Human Body, Biology, Health
یک سوال برای شما: فکر می‌کنید چند نوع رایحه را می‌توانید بو کنید، و شاید حتی با دقت تشخیص بدهید؟ صد تا؟ سیصد تا؟ هزار تا؟ یک تحقیق تخمین می‌زند انسانها قادرند تا سقف یک تریلیون بوی مختلف را تمایز دهند. یک تریلیون. تصورکردنش سخت است، اما بینی شما دارای سیستم مولکولی است که این را محقق می‌کند. گیرنده‌های بویایی-- تشخیص‌دهندگان کوچک بویایی-- در بینی شما تعبیه شده‌اند، هر کدام با حوصله صبر میکند تا توسط رایحه فعال شود،
یا مولکول لیگاند که برای تشخیص داده شدن اختصاصی شده است. معلوم میشود ما انسانها مانند همه مهره‌داران، دارای گیرنده بویایی بسیاری هستیم. در واقع، بیشتر دی‌ان‌ای ما به ژنهایی برای گیرنده‌های بویایی اختصاص داده شده است تا برای هر نوع پروتئین دیگری. چرا به اینگونه است؟ امکان دارد گیرنده های بویایی کاری دیگر علاوه بر دادن توانایی بویایی به ما انجام دهند؟ در سال ۱۹۹۱ لیندا باک و ریچارد اکسل ازهویت گیرنده‌های بویایی پرده برداری کردند، کاری که نهایتا منجر به جایزه نوبل شد. در آن هنگام،
ما همگی تصور بر آن داشتیم که این گیرنده ها تنها در بینی یافت می شوند. هرچند، حدود یکسال یا بیشتر، گزارشی به میان آمد که وجود یک گیرنده بویایی در سطحی به جز بینی را بیان کرد. و بعد گزارش این چنینی دیگری ظاهر شد، و یکی دیگر نیز. اکنون می‌دانیم این گیرنده‌ها در سرتاسر بدن یافت می‌شوند، از جمله در بسیاری مکانهای دور از انتظار-- در عضله، در کلیه‌ها، ششها، و رگهای خونی. اما آنها آنجا چه می‌کنند؟ خوب، می‌دانیم که گیرندههای بویایی به عنوان حسگرهای حساس شیمیایی
در بینی عمل می‌کنند-- با این روش آنها حس بویایی ما را ممکن می‌کنند. معلوم شد که به عنوان حسگرهای حساس شیمیایی در دیگر جاهای بدن نیز عمل می‌کنند. اکنون، من نمی‌گویم که کبد شما می‌تواند بوی قهوه صبحانه را در حالی که در آشپزخانه قدم میزنید حس کند. پس از اینکه قهوه صبحانه خود را نوشیدید، نسبتا ممکن است کبد شما از یک گیرنده بویایی برای تشخیص شیمیایی تغییرات یک ماده شیمیایی که در جریان خون شما شناور است استفاده کند. بسیاری از انواع سلولها و سطوح بدن از حسگرهای شیمیایی یا شیمی حسگرها استفاده می‌کنند. تا تمرکز هورمونها و سوخت و سازها و دیگر مولکولها را
ردیابی کنند، بعضی از این شیمی حسگرها گیرنده های بویایی هستند. اگر شما یک لوزالمعده یا کلیه هستید و نیاز به یک حسگرشیمیایی ویژه دارید که به شما اجازه خواهد داد تا رد یک مولکول خاص را بگیرید، چرا چرخه را دوباره خلق کنیم؟ یکی از اولین مثالها از یک گیرنده بویایی که خارج از بینی پیدا شده بود نشان داد که اسپرم انسان بیانگر یک گیرنده بویایی است و آن اسپرم با این گیرنده به دنبال ماده شیمیایی خواهد رفت که گیرنده به آن پاسخ میدهد-- گیرنده لیگاند. همان اسپرمی است که به سوی لیگاند شنا خواهد کرد.
البته نمهیداتی به دنبال دارد. آیا به اسپرم در جستجوی تخمک با بو کشیدن مناطقی که بیشترین تمرکز لیگاند را دارند کمک شده است؟ من این مثال را دوست دارم زیرا به طور شفاف بیان می‌کند که شغل اول یک گیرنده بویایی حسگر شیمیایی بودن است، اما بسته به موقعیت، می‌تواند بر روی چگونگی درک شما از یک بو و یا اینکه یک اسپرم به کدام سمت شنا می‌کند اثر بگذارد، و آنگونه که معلوم میشود، همچنین در تنوع عظیمی از دیگر فعالیتها، گیرنده‌های بویایی در مهاجرت سلولهای عضلانی، و در کمک به ششها برای حس کردن و جواب دادن به استنشاق مواد شیمیایی،
و در خوب شدن زخم دخیل هستند. مشابها، گیرنده‌های چشایی اول تصور میشد که فقط در زبان قرار داشته باشند اکنون معلوم شده که در سلولها و سطوح سراسر بدن تعبیه شده‌اند. حتی باعث تعجب بیشتر است که تحقیق تازه ای کشف کرده است که گیرنده‌ها ی نورانی توی چشمهایمان در رگهای خونی ما نیز نقش دارند. در آزمایشگاه ام، ما برروی فهمیدن نقشهای گیرنده‌های بویایی و چشایی در سطح کلیه کار می‌کنیم. کلیه یک مرکز کنترل مرکزی برای هومیوستازی[پایداری مواد موجود در بدن] است. و برای ما معقول به نظر می‌رسد که مرکز کنترل هومیوستازی مکانی منطقی برای بکارگیری حسگرهای شیمیایی باشد.
ما تعدادی از گیرنده‌های بویایی و چشایی را در کلیه شناخته‌ایم، که یکی از آنها،گیرنده ی بویایی ۷۸، بخاطر قرار گیری در سلولها و سطوحی که در عادی سازی فشار خون مهم هستند شناخته شده است هنگامی که این گیرنده در موشها حذف می‌شود، فشار خون آنها پایین است. غافلگیرانه،این گیرنده جهت پاسخ دادن به مواد شیمیایی به اسم اسیدهای چرب کوتاه زنجیرکه توسط باکتری که در روده شما ساکن است تولید می‌شود بوجود آمده بود-- میکروبهای روده شما! پس از تولید شدن توسط میکروبهای روده شما این مواد شیمیایی به جریان خونتان جذب می‌شوند،
جایی که قادرند با دیگر گیرنده‌ها مثل گیرنده بویایی ۷۸ تعامل داشته باشند. به این معنا که تغییری در سوخت و ساز میکروبهای روده شما ممکن است بر فشار خون شما تاثیر بگذارد. همچنین ما تعدادی از گیرنده‌های مختلف بویایی و چشایی را در کبد پیدا کرده‌ایم، ما تازه شروع کردیم به استخراج عملکردهای مختلف آنها و شناخت اینکه هرکدام از آنها به چه ماده شیمیایی پاسخ می‌دهد. تحقیقات مشابه بر همین منوال برای دیگر ارگانها و سطوح هستند-- تنها یک اقلیت کوچک از گیرنده‌ها تا به امروز مطالعه شده است. چیز هیجان انگیزی است. در حال ایجاد انقلابی در دانش ما از معدود تاثیراتی است
که یکی از حواس پنجگانه ما می‌پذیرد . و پتانسیل این را دارد که دانش ما را در بعضی جهات از فیزیولوژی بدن انسان تغییر دهد. هنوز زود است، اما فکر می‌کنم ما بوی چیزی را که دنبال می‌کنیم را حس کرده‌ایم (خنده ) ممنون. (تشویق)
Here's a question for you: how many different scents do you think you can smell, and maybe even identify with accuracy? 100? 300? 1,000? One study estimates that humans can detect up to one trillion different odors. A trillion. It's hard to imagine, but your nose has the molecular machinery to make it happen. Olfactory receptors -- tiny scent detectors -- are packed into your nose, each one patiently waiting to be activated by the odor,
or ligand, that it's been assigned to detect. It turns out we humans, like all vertebrates, have lots of olfactory receptors. In fact, more of our DNA is devoted to genes for different olfactory receptors than for any other type of protein. Why is that? Could olfactory receptors be doing something else in addition to allowing us to smell? In 1991, Linda Buck and Richard Axel uncovered the molecular identity of olfactory receptors -- work which ultimately led to a Nobel Prize. At the time,
we all assumed that these receptors were only found in the nose. However, about a year or so later, a report emerged of an olfactory receptor expressed in a tissue other than the nose. And then another such report emerged, and another. We now know that these receptors are found all over the body, including in some pretty unexpected places -- in muscle, in kidneys, lungs and blood vessels. But what are they doing there? Well, we know that olfactory receptors act as sensitive chemical sensors
in the nose -- that's how they mediate our sense of smell. It turns out they also act as sensitive chemical sensors in many other parts of the body. Now, I'm not saying that your liver can detect the aroma of your morning coffee as you walk into the kitchen. Rather, after you drink your morning coffee, your liver might use an olfactory receptor to chemically detect the change in concentration of a chemical floating through your bloodstream. Many cell types and tissues in the body use chemical sensors, or chemosensors,
to keep track of the concentration of hormones, metabolites and other molecules, and some of these chemosensors are olfactory receptors. If you are a pancreas or a kidney and you need a specialized chemical sensor that will allow you to keep track of a specific molecule, why reinvent the wheel? One of the first examples of an olfactory receptor found outside the nose showed that human sperm express an olfactory receptor, and that sperm with this receptor will seek out the chemical that the receptor responds to -- the receptor's ligand.
That is, the sperm will swim toward the ligand. This has intriguing implications. Are sperm aided in finding the egg by sniffing out the area with the highest ligand concentration? I like this example because it clearly demonstrates that an olfactory receptor's primary job is to be a chemical sensor, but depending on the context, it can influence how you perceive a smell, or in which direction sperm will swim, and as it turns out, a huge variety of other processes. Olfactory receptors have been implicated in muscle cell migration,
in helping the lung to sense and respond to inhaled chemicals, and in wound healing. Similarly, taste receptors once thought to be found only in the tongue, are now known to be expressed in cells and tissues throughout the body. Even more surprisingly, a recent study found that the light receptors in our eyes also play a role in our blood vessels. In my lab, we work on trying to understand the roles of olfactory receptors and taste receptors in the context of the kidney. The kidney is a central control center for homeostasis. And to us,
it makes sense that a homeostatic control center would be a logical place to employ chemical sensors. We've identified a number of different olfactory and taste receptors in the kidney, one of which, olfactory receptor 78, is known to be expressed in cells and tissues that are important in the regulation of blood pressure. When this receptor is deleted in mice, their blood pressure is low. Surprisingly, this receptor was found to respond to chemicals called short-chain fatty acids that are produced by the bacteria that reside in your gut --
your gut microbiota. After being produced by your gut microbiota, these chemicals are absorbed into your bloodstream where they can then interact with receptors like olfactory receptor 78, meaning that the changes in metabolism of your gut microbiota may influence your blood pressure. Although we've identified a number of different olfactory and taste receptors in the kidney, we've only just begun to tease out their different functions and to figure out which chemicals each of them responds to. Similar investigations lie ahead for many other organs and tissues --
only a small minority of receptors has been studied to date. This is exciting stuff. It's revolutionizing our understanding of the scope of influence for one of the five senses. And it has the potential to change our understanding of some aspects of human physiology. It's still early, but I think we've picked up on the scent of something we're following. (Laughter) Thank you. (Applause)