S Júliusom Hodosym o tom, ako čuch funguje/
Pre niektoré živočíchy je čuch základným zmyslom. Pre ľudí je to síce menej dôležitý, ale rozhodne nie bezvýznamný zmysel. Ako vlastne tento zmysel funguje? Spýtali sme sa lekára a fyziológa Júliusa Hodosyho.
.v porovnaní so zvieratami majú ľudia relatívne slabý čuch. To sme oň prišli, alebo sme ho nikdy nemali príliš dobrý?
O dobrý čuch sme postupne prišli. Súdiac podľa toho, aký čuch majú naši najbližší príbuzní, sme voľakedy mali čuch oveľa lepší, ale od istého času sme sa vyvíjali odlišne. S vývojom mozgovej kôry sme získali nové schopnosti, napríklad vzpriamenú polohu alebo lepší zrak, ale napríklad čuch sa nám zhoršil. Náš nos má akoby tri poschodia, čuchová oblasť sa nachádza v najhornejšom z nich a zaberá len asi dva centimetre štvorcové. Napríklad u psa je to viac ako desaťnásobne väčšia plocha.
.znamená väčšia plocha automaticky väčšiu citlivosť?
Pri čuchu musíme rozlišovať dve citlivosti. Jedna je takzvaná prahová citlivosť, ktorá hovorí, akú minimálnu koncentráciu danej látky sme schopní zaregistrovať. Táto citlivosť závisí od počtu receptorov – ak máme veľa receptorov pre danú molekulu, tak aj pri jej nízkej koncentrácii ju dokážeme čuchom zachytiť. Na väčšiu plochu sa zmestí viac receptorov, takže väčšia plocha čuchovej oblasti sa naozaj prejaví vyššou prahovou citlivosťou.
.a tá druhá citlivosť?
Tá hovorí o tom, koľko rôznych pachov dokážeme rozoznať. Pri nej nie je až také dôležité množstvo receptorov, ale množstvo rôznych typov receptorov. Aj v tomto sú veľké rozdiely medzi človekom a inými druhmi, ale nezanedbateľné sú aj rozdiely v rámci ľudskej populácie. Napríklad takzvaní flavoristi rozoznávajú podstatne viac pachov ako bežní ľudia. Predpokladá sa, že dôvodom je vyšší počet typov aktívnych čuchových receptorov.
.koľko je tých typov?
Prekvapujúco veľa. Za objav toho, že veľkú časť DNA zaberajú gény súvisiace s čuchom, bola udelená v roku 2004 Nobelova cena. Išlo o zhruba tisíc tristo génov, ale to nebol výskum ľudského genómu – bol to výskum robený na myškách, ktoré majú lepší čuch ako my. Ľudia nemajú týchto génov až tak veľa, je ich len okolo tisíc, lenže aktívnych, čiže reálne využívaných, je podstatne menej. Asi tristopäťdesiat. Spomínané gény kódujú proteíny, ktoré slúžia ako čuchové receptory. Jeden gén vždy zodpovedá jednému receptoru a ten zodpovedá jednému odorantu, čiže jednému typu molekúl prchavých látok.
.ako prebieha detekcia nejakej molekuly príslušným čuchovým receptorom?
To funguje na princípe zámku a kľúča. Receptorová molekula a jej priestorové rozloženie predstavuje akoby zámok, molekula odorantu so svojím priestorovým rozložením predstavuje kľúč. Kľúč zapadne do zámku len vtedy, ak sú ich 3D štruktúry kompatibilné. V prípade čuchu sa pod zapadnutím kľúča do zámku rozumie vznik určitej väzby, a k tej dochádza tiež len vtedy, keď sú 3D štruktúry receptora a odorantu kompatibilné.
.keď sa hovorí o zámku a kľúči, človek si predstaví, že najprv musí kľúč zapadnúť a potom sa ešte musí otočiť. Existuje niečo analogické tomu otočeniu kľúča aj na úrovni čuchových receptorov?
V prípade čuchu stačí, že kľúč zapadne do zámku, čiže molekula odorantu sa naviaže na molekulu receptora a vytvorí s ním väzbu. Nič sa tam už neotáča ako kľúč v zámku, odorant sa len naviaže na receptor, to vyvolá v receptore priestorové zmeny, ktoré sa prejavia vo vnútri bunky a signál o týchto zmenách sa vedie do mozgu. Ale to, že kľúčom netreba otáčať, môžeme využiť na ďalšiu analógiu. Keď si zoberieme patentný kľúč, tak do daného zámku môžeme zastrčiť veľa rôznych kľúčov. Tieto kľúče nemusia byť presne rovnaké, stačí, že sú dosť podobné. A takto to funguje aj pri čuchovom vnímaní, kde je každý receptor možné aktivovať nielen molekulami presne jedného typu, ale aj chemicky podobnými molekulami.
.ten signál vedený do mozgu ide zrejme do jeho evolučne najstarších oblastí, ktoré spracúvajú najzákladnejšie reakcie. Hrajú teda pachové signály významnú úlohu pri takých základných veciach, ako je napríklad sexuálna príťažlivosť?
Čuchové centrum sa nachádza v časti mozgu nazvanom archikortex, naše vedomé vedomie však sídli v neokortexe. Ak položíme ruku na horúcu platňu, o jej reflexívne odtiahnutie sa postará miecha a jej centrá, ktoré sú dokonca staršie ako archikortex. Ak sa rozhodneme predsa len tam tú ruku nechať, tak vtedy tieto staré centrá prebijeme neokortexom. Na sexuálnej príťažlivosti sa určite podieľajú aj pachové signály spracovávané archikortexom, ale z dlhodobého pohľadu má hlavné slovo zrejme neokortex. Dá sa to prirovnať k talentu. Ak máte talent, môžete byť v niečom dobrí, ale bez tréningu sa čoskoro stanete v danej oblasti priemerným. Inými slovami, niekto vás môže priťahovať, pričom to neviete vysvetliť, ale ak ten niekto nebude na vzťahu pracovať, čoskoro vás priťahovať nebude. Na druhej strane, ak sa vás rozhodne získať, bude to mať podstatne jednoduchšie.
S Janou Hanzelovou o tom, ako čuch nefunguje/
Strata čuchu nie je pre človeka taká vážna, ako strata zraku alebo sluchu, ale napriek tomu to nie je bezvýznamná strata. Ako často a z akých príčin nám prestáva tento zmysel dobre fungovať? Opýtali sme sa lekárky Jany Hanzelovej.
.stáva sa často, že ľudia stratia čuch?
Podľa toho, čo tým myslíme. Čuch mávame oslabený, a to niekedy veľmi podstatne, už len pri bežnej nádche. Ide o pomerne častú dočasnú stratu čuchu, ktorá je spôsobená opuchom sliznice v nose, a teda v podstate mechanickou zábranou prístupu molekúl prchavých látok k čuchovým receptorom. Funkčnosť receptorov však nijako dotknutá nie je, a keď nádcha ustúpi, čuch sa plne obnoví. Aj keď sú ľudia, ktorí trpia chronickými zápalmi nosa alebo prínosových dutín, a tí majú problémy s čuchom dlhodobé.
.čiže čiastočná a dočasná strata čuchu sa vyskytuje často ako sekundárny problém pri nejakom inom ochorení, napríklad pri nádche. Vyskytuje sa aj ako primárny problém?
Stáva sa, že pacient má problém s čuchom, a pritom nezistíme žiadnu anatomickú prekážku, ani zápal dutín či polyp v nose a nesúvisí to s vážnym ochorením, akým je napríklad nádor v mozgu, ktorý tlačí na čuchové centrum. Vtedy ide naozaj o problém samotného čuchu. Príčiny môžu byť rôzne. Buď sa ten zmysel jednoducho poriadne nevyvinie, tak ako sa to stáva aj v prípade zraku či sluchu, alebo to môže byť napríklad aj dôsledok úrazu. S úplnou stratou čuchu – anosmiou – sa stretávame naozaj len výnimočne. Oveľa častejšie sú príčinou mechanické prekážky. Mimochodom, pri chronických zápaloch je čuch veľmi dobrým indikátorom dynamiky ochorenia. Pri liečení pacienta s nosovými polypmi sa na postupnom obnovovaní čuchu dá dobre sledovať, ako liečba zaberá.
.používa sa čuch v takýchto prípadoch len ako akýsi subjektívny kvalitatívny ukazovateľ alebo sa robia aj nejaké objektívne kvantitatívne testy?
Také testy existujú, ale v klinickej praxi sa používajú relatívne okrajovo. Máme napríklad parfémované fixky s niekoľkými rôznymi arómami, ktoré má pacient identifikovať. Ale toto by som ešte stále zaradila medzi subjektívne vyšetrenia. Objektívne testy, aké sa používajú pri vyšetrení sluchu aj zraku, by spočívali v elektrickom podráždení receptora a sledovaní aktivity príslušnej neurálnej dráhy. Ale neviem o tom, že by sa v klinickej praxi takto čuch niekde na Slovensku vyšetroval.
.to asi súvisí s tým, že čuch je pre nás oveľa menej dôležitý ako zrak a sluch.
Zrak a sluch sú pre človeka dominantnejšie zmysly. U väčšiny zvierat je čuch oveľa dôležitejší a čuchové centrum u nich zaberá podstatne väčšiu časť mozgu ako u nás. Taký polárny medveď je vraj schopný zacítiť pach sexuálneho partnera na vzdialenosť desiatok kilometrov. Žralok dokáže zacítiť kvapku krvi na mnohokilometrové vzdialenosti a dokonca vie rozlíšiť, z ktorého smeru ten pach krvi prichádza. My si možno význam čuchu bežne neuvedomujeme. Zohráva však významnú úlohu pri vnímaní chutí a okrem toho je čuchové centrum prepojené s takzvaným limbickým systémom, ktorý ovplyvňuje naše emócie.
.ale celkove možno konštatovať, že čuch nie je z medicínskeho hľadiska až taký dôležitý?
To by som nepovedala. Čuchové centrum je jeden z najplastickejších nervových orgánov, v ktorom dokonca dochádza k migrácii buniek pri poškodení jednej jeho časti. Senzorické bunky zo stropu nosovej dutiny sú jednak schopné určitej regenerácie a jednak dokážu migrovať z čuchového epitelu do časti nazývanej bulbus olfactorius v prípade, že je táto časť nejako poškodená. To však znamená, že čuchový systém je akoby schopný sa do istej miery sám hojiť. Žiaden iný senzorický systém, napríklad zrakový alebo sluchový, nič také nedokáže. Toto je mimoriadne zaujímavá vlastnosť čuchového systému, ktorá sa intenzívne skúma, pretože získané poznatky by mohli pomôcť pre hľadaní terapie rôznych neurodegeneratívnych chorôb, ako je napríklad Alzheimerova choroba alebo Parkinsonova choroba.
.čiže výskumom regeneračnej schopnosti jednej časti mozgu sa chceme naučiť, ako by sa dal mozog prípadne prinútiť regenerovať iné svoje časti?
Áno. Je to samozrejme zatiaľ len v teoretickej rovine a ak to aj prinesie výsledky, tak to asi bude až za desiatky rokov, ale toto je základná myšlienka. Čuch je určite veľmi zaujímavý a oplatí sa podrobne skúmať, pretože nás zrejme dokáže naučiť ešte veľa prekvapujúcich a užitočných vecí.
Pre niektoré živočíchy je čuch základným zmyslom. Pre ľudí je to síce menej dôležitý, ale rozhodne nie bezvýznamný zmysel. Ako vlastne tento zmysel funguje? Spýtali sme sa lekára a fyziológa Júliusa Hodosyho.
.v porovnaní so zvieratami majú ľudia relatívne slabý čuch. To sme oň prišli, alebo sme ho nikdy nemali príliš dobrý?
O dobrý čuch sme postupne prišli. Súdiac podľa toho, aký čuch majú naši najbližší príbuzní, sme voľakedy mali čuch oveľa lepší, ale od istého času sme sa vyvíjali odlišne. S vývojom mozgovej kôry sme získali nové schopnosti, napríklad vzpriamenú polohu alebo lepší zrak, ale napríklad čuch sa nám zhoršil. Náš nos má akoby tri poschodia, čuchová oblasť sa nachádza v najhornejšom z nich a zaberá len asi dva centimetre štvorcové. Napríklad u psa je to viac ako desaťnásobne väčšia plocha.
.znamená väčšia plocha automaticky väčšiu citlivosť?
Pri čuchu musíme rozlišovať dve citlivosti. Jedna je takzvaná prahová citlivosť, ktorá hovorí, akú minimálnu koncentráciu danej látky sme schopní zaregistrovať. Táto citlivosť závisí od počtu receptorov – ak máme veľa receptorov pre danú molekulu, tak aj pri jej nízkej koncentrácii ju dokážeme čuchom zachytiť. Na väčšiu plochu sa zmestí viac receptorov, takže väčšia plocha čuchovej oblasti sa naozaj prejaví vyššou prahovou citlivosťou.
.a tá druhá citlivosť?
Tá hovorí o tom, koľko rôznych pachov dokážeme rozoznať. Pri nej nie je až také dôležité množstvo receptorov, ale množstvo rôznych typov receptorov. Aj v tomto sú veľké rozdiely medzi človekom a inými druhmi, ale nezanedbateľné sú aj rozdiely v rámci ľudskej populácie. Napríklad takzvaní flavoristi rozoznávajú podstatne viac pachov ako bežní ľudia. Predpokladá sa, že dôvodom je vyšší počet typov aktívnych čuchových receptorov.
.koľko je tých typov?
Prekvapujúco veľa. Za objav toho, že veľkú časť DNA zaberajú gény súvisiace s čuchom, bola udelená v roku 2004 Nobelova cena. Išlo o zhruba tisíc tristo génov, ale to nebol výskum ľudského genómu – bol to výskum robený na myškách, ktoré majú lepší čuch ako my. Ľudia nemajú týchto génov až tak veľa, je ich len okolo tisíc, lenže aktívnych, čiže reálne využívaných, je podstatne menej. Asi tristopäťdesiat. Spomínané gény kódujú proteíny, ktoré slúžia ako čuchové receptory. Jeden gén vždy zodpovedá jednému receptoru a ten zodpovedá jednému odorantu, čiže jednému typu molekúl prchavých látok.
.ako prebieha detekcia nejakej molekuly príslušným čuchovým receptorom?
To funguje na princípe zámku a kľúča. Receptorová molekula a jej priestorové rozloženie predstavuje akoby zámok, molekula odorantu so svojím priestorovým rozložením predstavuje kľúč. Kľúč zapadne do zámku len vtedy, ak sú ich 3D štruktúry kompatibilné. V prípade čuchu sa pod zapadnutím kľúča do zámku rozumie vznik určitej väzby, a k tej dochádza tiež len vtedy, keď sú 3D štruktúry receptora a odorantu kompatibilné.
.keď sa hovorí o zámku a kľúči, človek si predstaví, že najprv musí kľúč zapadnúť a potom sa ešte musí otočiť. Existuje niečo analogické tomu otočeniu kľúča aj na úrovni čuchových receptorov?
V prípade čuchu stačí, že kľúč zapadne do zámku, čiže molekula odorantu sa naviaže na molekulu receptora a vytvorí s ním väzbu. Nič sa tam už neotáča ako kľúč v zámku, odorant sa len naviaže na receptor, to vyvolá v receptore priestorové zmeny, ktoré sa prejavia vo vnútri bunky a signál o týchto zmenách sa vedie do mozgu. Ale to, že kľúčom netreba otáčať, môžeme využiť na ďalšiu analógiu. Keď si zoberieme patentný kľúč, tak do daného zámku môžeme zastrčiť veľa rôznych kľúčov. Tieto kľúče nemusia byť presne rovnaké, stačí, že sú dosť podobné. A takto to funguje aj pri čuchovom vnímaní, kde je každý receptor možné aktivovať nielen molekulami presne jedného typu, ale aj chemicky podobnými molekulami.
.ten signál vedený do mozgu ide zrejme do jeho evolučne najstarších oblastí, ktoré spracúvajú najzákladnejšie reakcie. Hrajú teda pachové signály významnú úlohu pri takých základných veciach, ako je napríklad sexuálna príťažlivosť?
Čuchové centrum sa nachádza v časti mozgu nazvanom archikortex, naše vedomé vedomie však sídli v neokortexe. Ak položíme ruku na horúcu platňu, o jej reflexívne odtiahnutie sa postará miecha a jej centrá, ktoré sú dokonca staršie ako archikortex. Ak sa rozhodneme predsa len tam tú ruku nechať, tak vtedy tieto staré centrá prebijeme neokortexom. Na sexuálnej príťažlivosti sa určite podieľajú aj pachové signály spracovávané archikortexom, ale z dlhodobého pohľadu má hlavné slovo zrejme neokortex. Dá sa to prirovnať k talentu. Ak máte talent, môžete byť v niečom dobrí, ale bez tréningu sa čoskoro stanete v danej oblasti priemerným. Inými slovami, niekto vás môže priťahovať, pričom to neviete vysvetliť, ale ak ten niekto nebude na vzťahu pracovať, čoskoro vás priťahovať nebude. Na druhej strane, ak sa vás rozhodne získať, bude to mať podstatne jednoduchšie.
S Janou Hanzelovou o tom, ako čuch nefunguje/
Strata čuchu nie je pre človeka taká vážna, ako strata zraku alebo sluchu, ale napriek tomu to nie je bezvýznamná strata. Ako často a z akých príčin nám prestáva tento zmysel dobre fungovať? Opýtali sme sa lekárky Jany Hanzelovej.
.stáva sa často, že ľudia stratia čuch?
Podľa toho, čo tým myslíme. Čuch mávame oslabený, a to niekedy veľmi podstatne, už len pri bežnej nádche. Ide o pomerne častú dočasnú stratu čuchu, ktorá je spôsobená opuchom sliznice v nose, a teda v podstate mechanickou zábranou prístupu molekúl prchavých látok k čuchovým receptorom. Funkčnosť receptorov však nijako dotknutá nie je, a keď nádcha ustúpi, čuch sa plne obnoví. Aj keď sú ľudia, ktorí trpia chronickými zápalmi nosa alebo prínosových dutín, a tí majú problémy s čuchom dlhodobé.
.čiže čiastočná a dočasná strata čuchu sa vyskytuje často ako sekundárny problém pri nejakom inom ochorení, napríklad pri nádche. Vyskytuje sa aj ako primárny problém?
Stáva sa, že pacient má problém s čuchom, a pritom nezistíme žiadnu anatomickú prekážku, ani zápal dutín či polyp v nose a nesúvisí to s vážnym ochorením, akým je napríklad nádor v mozgu, ktorý tlačí na čuchové centrum. Vtedy ide naozaj o problém samotného čuchu. Príčiny môžu byť rôzne. Buď sa ten zmysel jednoducho poriadne nevyvinie, tak ako sa to stáva aj v prípade zraku či sluchu, alebo to môže byť napríklad aj dôsledok úrazu. S úplnou stratou čuchu – anosmiou – sa stretávame naozaj len výnimočne. Oveľa častejšie sú príčinou mechanické prekážky. Mimochodom, pri chronických zápaloch je čuch veľmi dobrým indikátorom dynamiky ochorenia. Pri liečení pacienta s nosovými polypmi sa na postupnom obnovovaní čuchu dá dobre sledovať, ako liečba zaberá.
.používa sa čuch v takýchto prípadoch len ako akýsi subjektívny kvalitatívny ukazovateľ alebo sa robia aj nejaké objektívne kvantitatívne testy?
Také testy existujú, ale v klinickej praxi sa používajú relatívne okrajovo. Máme napríklad parfémované fixky s niekoľkými rôznymi arómami, ktoré má pacient identifikovať. Ale toto by som ešte stále zaradila medzi subjektívne vyšetrenia. Objektívne testy, aké sa používajú pri vyšetrení sluchu aj zraku, by spočívali v elektrickom podráždení receptora a sledovaní aktivity príslušnej neurálnej dráhy. Ale neviem o tom, že by sa v klinickej praxi takto čuch niekde na Slovensku vyšetroval.
.to asi súvisí s tým, že čuch je pre nás oveľa menej dôležitý ako zrak a sluch.
Zrak a sluch sú pre človeka dominantnejšie zmysly. U väčšiny zvierat je čuch oveľa dôležitejší a čuchové centrum u nich zaberá podstatne väčšiu časť mozgu ako u nás. Taký polárny medveď je vraj schopný zacítiť pach sexuálneho partnera na vzdialenosť desiatok kilometrov. Žralok dokáže zacítiť kvapku krvi na mnohokilometrové vzdialenosti a dokonca vie rozlíšiť, z ktorého smeru ten pach krvi prichádza. My si možno význam čuchu bežne neuvedomujeme. Zohráva však významnú úlohu pri vnímaní chutí a okrem toho je čuchové centrum prepojené s takzvaným limbickým systémom, ktorý ovplyvňuje naše emócie.
.ale celkove možno konštatovať, že čuch nie je z medicínskeho hľadiska až taký dôležitý?
To by som nepovedala. Čuchové centrum je jeden z najplastickejších nervových orgánov, v ktorom dokonca dochádza k migrácii buniek pri poškodení jednej jeho časti. Senzorické bunky zo stropu nosovej dutiny sú jednak schopné určitej regenerácie a jednak dokážu migrovať z čuchového epitelu do časti nazývanej bulbus olfactorius v prípade, že je táto časť nejako poškodená. To však znamená, že čuchový systém je akoby schopný sa do istej miery sám hojiť. Žiaden iný senzorický systém, napríklad zrakový alebo sluchový, nič také nedokáže. Toto je mimoriadne zaujímavá vlastnosť čuchového systému, ktorá sa intenzívne skúma, pretože získané poznatky by mohli pomôcť pre hľadaní terapie rôznych neurodegeneratívnych chorôb, ako je napríklad Alzheimerova choroba alebo Parkinsonova choroba.
.čiže výskumom regeneračnej schopnosti jednej časti mozgu sa chceme naučiť, ako by sa dal mozog prípadne prinútiť regenerovať iné svoje časti?
Áno. Je to samozrejme zatiaľ len v teoretickej rovine a ak to aj prinesie výsledky, tak to asi bude až za desiatky rokov, ale toto je základná myšlienka. Čuch je určite veľmi zaujímavý a oplatí sa podrobne skúmať, pretože nás zrejme dokáže naučiť ešte veľa prekvapujúcich a užitočných vecí.
Ak ste našli chybu, napíšte na web@tyzden.sk.