Обонятельные клетки, экспрессирующие trp-каналы

В различных подгруппах обонятельных клеток ООЭ экспрессируется 3 изоформы TRP-каналов: TRPC2, TRPC6 и TRPM5.

TRPC2 обнаруживаются в менее 1% клеток ООЭ взрослых крыс и эмбрионов, но полагают, что у взрослых крыс они ограничиваются базальным слоем, то есть являются незрелыми обонятельными клетками. Однако принадлежность их к хемосенсорным клеткам ООЭ пока не доказана.

Экспрессия TRPC6-каналов ограничивается популяцией биполярных микровиллярных клеток в апикальной области ООЭ. Они простирают свои отростки к базальной ламине, но не свкозь нее. Роль этих клеток пока несна. Показано, что TRPC6⁺-клетки экспрессируют 2 компонента фосфоинозитидного сигнального каскада: IP₃-рецептор и PLC_β2, но не экспрессируют АЦ Ш, CNGA2 или ольфакторный маркерный протеин (ОМР): три ключевых маркера истнных (канонических) обонятельных клеток.

TRPM5-каналы экспрессируются в двух морфологически различных типах клеток в ООЭ: в популяции одиночных микровиллярных клеток, иннервируемых волокнаит тригеминального нерва (92), и в большой группе цилиарныъх клеток главным образом в вентральном ООЭ. Удивительно, что эти обонятельные клетки экспрессируют компоненты цАМФ- и IP3-опосредованных сигнальных каскадов, включая ФЛСβ2, субъединицу Gγ13 G-белка и субъединицу CNGA2 канала (93). Эти обонятельные клетки экспрессируют ОМР. (Как видно, две сигнальные системы одновременно присутствуют только в цилиарных обонятельных клетках, у которых ОЖ подвижны, а в микровиллярных – только одна, но у них микровиллы неподвижны. Может быть, это обусловливается тем, что одна из них участвует в процессах трансдукции, а вторая – в движении обонятельных жгутиков в одной и той же обонятельной клетке).

Хеморецептивные свойства

Обонятельные клетки, экспрессирующие TRPC6-каналы, реагируют на lilial (мкМ), а экспрессирующие TRPM5 – на феромоны.

Сигнальные механизмы

TRPC2- и TRPC6-каналы являются диацилглицеролчувствительными катионными каналами (87). Трансдукция запаха в микровиллярных клетках, экспрессирующих TRPC6-каналы, может опосредоваться через PI-сигнализацию.

Трансдукция запаха в обонятельных клетках, экспрессирующих TRPM5-каналы, может быть более сложная. Они экспрессируют компоненты PI-и цАМФ-опосредованных сигнальных каскадов, но роль, которую играет каждый каскад в клеточном ответе на запах, неясна. Полагают, что оба пути могут требоваться для трансдукции определенного стимула в обонятельных клетках, экспрессирующих TRPM5 –каналы (См. наше предположение выше).

Участие G-белков в обонятельной трансдукции

С обонятельного рецептора сигнал передается на Golf-белок. Роль его в этом процессе доказывалась генетическими методами (в частности, на gene-targeted мышах, у которых отсутствовали важные компоненты трансдукции). Показали, что у мышей, потерявших Golf-белок, снижаются реакции ЭОГ на предъявляемые летучие одоранты. Однако, эти реакции полностью не исчезали (Munger et al., 2009 – обзор). (Может быть, не все эти одоранты вовлекали в рецепцию G-белки?).

CNG-каналы

В этих каналах субъединица CNGA2 необходима для образования функцилнального канала in vitro, тогда как субъединицы CNGA4 и CNGB1b увеличивают чувствительность канала к циклонуклеотидам.

CNG-каналы являются основными сайтами для Са/кальмодулин-зависимой адаптации к одоранту в обонятельных клетках причем все три субъединицы играют важную, но различную, роль в процессе адаптации (Munger et al., 2009 - обзор).

По данным Sinnarajah S. et al. (2001), сигнальная трансдукция регулируется в обонятельных клетках с помощью RGS2, ослабляя активацию АЦ III. RGS2 – протеин, который действует как протеины, активирующие GTPазу (GAPs). Показано, что RGS2 снижает вызываемую одорантом продукцию цАМФ посредством ингибирования активности АЦ III. Полагают, что это является механизмом для контроля активности АЦ.

В работе Spehr M. et. al. (2002) показано, что 3-фосфоинозитды модулируют циклонуклеотидную сигнализацию в обонятельных клетках позвоночных. Посредством блокирования активности фосфатидилинозитол 3-киназы выявили, что 3-фосфоинозитидная сигнальная система действует в ольфакторной трансдукции позвоночных, чтобы ингибировать циклонуклеотид-зависимое возбуждение клеток и что взаимодействие двух сигнальных систем важно в кодировании одорантов.

Хотя в настоящее время уже идентифицировано несколько OR для некоторых лигандов, до сих мало известно о ключевых молекулярных детерминантах для лигандного связывания и селективности, о лиганд-индуцируемых конформационных изменениях или о сопряжении с G-белком. Таким образом, наше представление о членах самого большого GPCR- семейства далеко отстает от понимания многих других рецепторов этого семейства.

В работе Mamman et al. (2004) исследовалась роль гиппокальцина в качестве регулятора активности АЦаз и ГЦзы в ОЖ крыс. По данным литературы авторы говорят о том, что пути ольфакторной сигнальной трансдукции модулируются изменениями концентрации цитозольного кальция и специфическими Са-связывающими белками, включая кальмодулин (экспрессируется в ОЖ, цитоплазме и аксонах), кальретинин (экспрессируется в апикальных дендритах и аксонах обонятельных клеток крыс), p26olf (экспрессируется в ОЖ лягушки), кальбиндин – D28k (в пучках наружных волокон (external fiber budles) обонятельных клеток), нейрокальцин (экспрессируется в клеточном теле, цитоплазме и аксонах обонятельных клеток), рековерин, VILIP (visinin-like-proteins) (экспрессируется в ОЖ крыс и булавах) и гуанилатциклаза-активируюший протеин (GCAP1) (экспрессируется в ОЖ крыс). Гиппокальцин – Са-вязываюший протеин семейства нейрональных Са сенсорных протеинов (NCS). Сначала его обнаружили в гиппокампе, а затем и в других отделах мозга, включая неокортекс, caudate-putamen, taenica tecti, claustrum, olfactory tubercle, anterior olfactory nucleus, granule cell и в гломерулярных слоях обонятельной луковицы. Гиппокальцин имеет первичную структуру, содержащую 3 предполагемых Са-связывающих сайта (EF-ручки) и сайт N-терминального миристоилирования, которое необходимо, как показано (), для его Са-зависимой ассоциации с мембраной. Часть N-терминального миристоила на гиппокальцине взаимодействует с липидными бислоями и способствует взаимодействию с другими мембранными протеинами. Поагают, что гиппокальцин может вовлекаться в синаптогенез. Однако, по данным авторов статьи, гиппокальцин может играть важную роль в модуляции сигнализации вторичных посредников в обонятельных клетках. Исследования проводили на препаратах ОЖ крыс. Экспрессия и очистка гиппокальцина показала его высокую гомологию амино-кислотной последовательности с гиппокальцином мозга мыши и человека (100% и 99%, соответственно). Иммуногистохимический анализ ОЭ выявил преимущественную локализацию иммунореактивности гипокальцина на апикальном слое ОЭ, где находятся обонятельные булавы и ОЖ зрелых обонятельных клеток. Следовательно, гиппокальцин может вовлекаться в начальную ольфакторную сигнальную трансдукцию или адаптацию. Иммунореактивность не определяется в соме или аксоне обонятельных клеток. Иммуноблотинг выявил также экспрессию гипокальцина в обонятельной луковице, но на более низком уровне, чем в ОЭ. Это означает, что гиппокальцин играет дополнительную роль в обработке ольфакторной информации.

В своей работе авторы с помощью очищенного гиппокальцина и изолированных ОЖ проверяли эффекты гиппокальцина на циклазную активность. Инкубация с гиппокальцином выявила способность гипокальцина модулировать активность цилиарной АЦ по Са-зависимому пути. Оказалось, что особенно сильно гиппокальцин увеличивал активность АЦ при низких концентрациях свободного кальция в цитозоле, тогда как при его повышении активность АЦ снижалась. Известно, что нормальная внутриклеточная концентрация Са в ОЖ составляет 40nM в покое и увеличивается до 300 nM под действием одорантов (50). По данным авторов, гиппокальцин увеличивал активность АЦ при концентрации 1nM. При 300 nM гиппокальцин не влиял на активность АЦ. Таким образом, гиппокальцин опосредует активность АЦ при физиологических концентрациях Са. Противоположный эффект отметили для VILIP-1; in vitro рекомбинантный VILIP-1 ослаблял одорант-индуцированную активность АЦ по Са-зависимому пути. Таким образом, VILIP-1 и гиппокальцин могут тонко настраивать активность АЦ при адаптации обонятельных клеток к стимуляции одорантами.

Авторы показали, что критическую роль в зависимости от гиппокальцина играет динамический статус фосфорилирования цилиарных АЦ, то есть, как полагают авторы, гиперфосфорилирование десенситизирует гиппокальцин-опосредованную активность АЦ. Особенно Са входящий поток при стимуляции одорантом индуцирует фософорилирование АЦ III, что, в свою очередь, вызывает десенситизацию АЦ III (54, 55). Таким образом, показано (55), что существует некоторая степень базального фосфорилирования АЦ III, которая идентифицирована в ОЖ (56 – 60). Полагают, что зависимая от фосфорилирования регуляция АЦ гиппокальцином может быть одним из механизмов для адаптации к запаху. Другие АЦ, такие как АЦ 2 или АЦ 4, также присутствуют в ОЭ, и таким образом, представляют собой другие потенциальные мишени для регуляции гиппокальцином.

В работе, ссылаясь на данные других авторов, утверждают, что VILIPы модулируют уровень внутриклеточного цГМФ (62, 63). Авторы показали, что гиппокальцин ингибировал активность ГЦ при концентрации свободного кальция от 1 до 10 nM. Полагают, что гиппокальцин может играть роль в поддержании низкого уровня цГМФ в обонятельных клетках в покое, снижая активность ПКГ. ПКГ ингибирует активность АЦ в ОЖ (13). Гиппокальцин не влияет на активность ГЦ при более высоких концентрациях кальция. Следовательно, он не вовлекается в регуляцию particulate ГЦ в ОЖ при стимуляции одорантами и последующее увеличение Са в цитозоле. В роли стимулятора этой ГЦ функционирует GCAP1 (13), а также VILPI-1, который стимулирует ГЦ-3 тип (63), который обильно экспрессируется в ОЭ (64).

Показано (65), что гиппокальцин выполняет и другие функции. В частности, он по Са-зависимому пути ингибирует киназу 1 рецептора, сопряженного с G-белком (GRK1).

Таким образом, в обонятельных клетках экспрессируется много Са-связывающих белков. Одной из ролей, которую они могут играть, может быть тонкая настройка ответа на стимуляцию одорантом и адаптация при изменениях уровня внутриклеточного кальция. В работе идентифицирован гиппокальцин, который может играть сходную роль в других системах, модулируя сигнальную трансдукцию в ответ на флуктуации концентрации Са.

В работе Elsaesser R., Paysan J. (2005) обсуждается возможность участия IP3 в качестве альтернативного вторичного посредника в обонянии. По сведениям авторов, на которые они ссылаются, большинство фруктовых, цветочных, мятных и травяных одорантов стимулирует в ОЖ активность АЦ, тогда как гнилостные – нет, что привело их предположению, помимо цАМФ в обоняние может вовлекаться альтернативный сигнальный механизм. Затем на рыбах было показано участие IP3. В первичных культурах обонятельных клеток на ФИ-оборот различные одоранты действуют с разной степенью (). Так, извалериановая кислота в концентрации ниже 0,1нМ значительно стимулировала ФИ-оборот, тогда как АЦ она стимулировала в 100 раз слабее. 3-Изобутилметоксипиразин чрезвычайно эффективно стимулировал АЦ в концентрации 0,1нМ, тогда как гораздо слабее был в активировании ФИ-оборота. (Однако, непонятно, действовали ли одорантами на одну и ту же клетку или на разные). Полагают, что между цАМФ и ФИ-оборотом возможен cross-talk. (По-моему, можно предположить, что одна система при действии одного и того же одоранта активируется для трансдукции сигнала в электрический стимул, а другая – для обеспечения реорганизации цитоскелета).

Авторы данной работы со ссылкой на Menco (1984, 1997) утверждают, что ОЖ млекопитающих не содержат Са-хранилищ, так как их диаметр менее 100 нм почти по всей их длине. Поэтому предполагают, что оба вторичных посредника, цАМФ и ФИ, непосредственно регулируют Са-проницаемость цилиарной мембраны (). Это подкрепляется данными, демонстрирующими IP3- регулируемые катионные каналы в ПМ обонятельных клеток (). В этой статье также говориться о том, что одоранты, активирующие систему цАМФ, и одоранты, активирующие ФИ-систему, вовлекают в свой механизм трансдукции разные G-белки. Так, система цАМФ вовлекается через активацию G-альфа-olf (семейство G-альфа-s), который активирует АЦ, тогда как ФИ-система – через G-альфа-q и даже более эффективно – через G-альфа-o, которые активируют ФЛС. По сведениям данного обзора, лилиал – типичный “IP3-одорант”. Показали (), что клетка, реагирующая на лилиал, экспрессировала ФЛС-бета2 и G-альфа-о. Цитралва – типичный “АЦ-одорант”. Клетка, реагирующая на цитраль, экспрессировала АЦ III и G-альфа-olf. В клетках, которые реагировали на лилиал, эвгенол, лирал и гедион, экспрессируется АЦIII и ФЛС-бета-2. (К сожалению, мне неясно, в одинаковых ли концентрациях использовали все эти одоранты при стимуляции одной клетки). Однако, исходя из анализа литературы, авторы статьи приходят к выводу, что биологическое значение IP3 сигнальных элементов пока остается неясным.

В своей статье авторы ссылаются на результаты своих исследований, в которых они изучали распределение IP₃ сигнальных элементов в основном обонятельном эпителии млекопитающих. С помощью антител против ФЛС_бета 2 они обнаружили этот энзим исключительно экспрессированным на апикальном поле специфической популяции обонятельных клеток (ФЛС_бета2-клетки). В противоположность классическим обонятельным клеткам ФЛС_бета2-клетки не экспресируют ОМР и имеют микровиллы, а не обонятельные жгутики на своей апикальной поверхности. (Может быть, можно предположить, по-моему, что в классических обонятельных клетках не ФЛС_бета2, а ФЛС_гамма). Кроме того, иммунореактивность для ФЛС_бета2 и для АЦ III никогда не определялись в одной и той же клетке. (Следовательно, цАМФ и ФИ-система работают в разных клетках, возможно, и в классических?). Авторы также определили 6-й тип каналов транзиентного рецепторного потенциала (TRPC6), колокализованного с ФЛС_бета2 в микровиллах этих клеток. На внутриклеточных компартментах в апикальных дендритах авторы определили IP₃-рецепторы III типа (IP₃R-III). Эти данные согласуются с тем, что ФЛС_бета2, TRPC6 и IP3R-III являются частью типичного IP3-опосредованного сигнального каскада. В таком каскаде ФЛСбета2 могла бы гидролизовать IP2-бифосфат до DAG и IP3. DAG остается прикрепленным к мембране микровилл, где он может локально активировать TRPC6 каналы. () Или IP3 может диффундировать из микровилл в апикальный дендрит, чтобы высвободить Са из внутриклеточных хранилищ через IP3R-III, подобно тому, как это происходит в подгруппе вкусовых клеток (Asano-Miyoshi et al., 2001).

Авторы статьи показали, что ФЛС_бета2-клетки реагировали на воздействие одорантами (включая IP3-одоранты) сходным с цилиарными обонятельными клетками повышением внутриклеточного Са²⁺ . ФЛС_бета2–клетки иммунореактивны к протеину, ассоциированному с микротрубочками (МАР2b), протеина, экспресируемого во многих нейронах (). Однако после унилатеральной бульбоктомии клетки не дегенерировали, как ожидалось для первичных сенсорных нейронов (Miller et al., 1995). Это означает, что ФЛС_бета2-клетки могут представлять собой новый класс вторичных сенсорных клеток, сходный со вкусовыми клетками (может быть вторичночувствующие?), а не с первичными сенсорными клетками, проецирующими свой аксон в мозг. Пока природа и функция этих клеток неясна.

Авторы статьи наблюдали ФЛС_бета2 –клетки с частотой около 1 на 20 ОМР-содержащих обонятельных клеток (около 5%). (По-моему, это совпадает с процентом клеток, содержащих ПКазы). По отношению к молекулярной гетерогенности цилиарных обонятельных клеток это достаточно высокая частота. Существует более 1000 генов в геноме мыши (), и большинство обонятельных клеток экспрессирует только один тип рецептора (). Следовательно, только 1% обонятельных клеток, по-видимому, будет проявлять одни и те же свойства реакции.

В работе Pyatkina G.A. (2002) представлены результаты электронной микроскопии и цитохимических ислледований фосфатазы, ответственной за гидролиз IP3 в обонятельной выстилке осетра. Полученные данные показали, что у осетров IP3 участвует в качестве вторичного посредника в обонятельной трансдукции. Фосфолипидный каскад обонятельной трансдукции сосредоточен преимущественно в ОЖ и микровиллах обонятельных клеток. При этом IP3 сам непосредственно действует на катионные каналы мембраны ОЖ. Для модуляции клеточных ответов на стимул необходимы энзимы для фосфорилирования IP3. Такими энзимами могут быть фосфатазы. В работе автор обнаружила фосфатазу в плазматической мембране ОЖ, микровиллах и clava рецепторных клеток, то есть в структурах, которые у рыб являются сайтами взаимодействия рецепторных клеток с молекулами одорантов. Таким образом, у позвоночных IP3-путь вовлекается в механизм обонятельной трансдукции.

Несмотря на все увеличивающееся число работ, изучающих действие одорантов в качестве агонистов, мало известно об антагонизме обонятельных рецепторов в обонятельной системе млекопитающих. В работе Oka Y. et al. (2004) изучался антагонизм обонятельных рецепторов между одорантами. Охарактеризовать обонятельные рецепторы очень сложно, поэтому фармакологическая характеристика получена только для некоторых из них. Так, например, показано, что mOR – EG, обонятельный рецептор мыши, кодируемый геном MOR174 – 9 (см. ссылки в этой работе), распознает эвгенол (EG) (основной одорант в гвоздичном масле), ванилин (ванильный аромат) и другие структурно сходные одоранты. Кодирование качества одорантов определяется комбинацией обонятельных рецепторов, которая представляет собой группу (set) для каждого одоранта. Рецепторным кодом для смеси одорантов, как полагают, является сумма кодов для ее компонентов. Однако теоретические и психофизические эксперименты показали, что ощущаемая величина смеси одорантов не является ни аддитивной ни простой средней ее компонентов, а вместо этого снижается между этими границами. Это свойство обозначили как маскировка (то есть модификация ощущаемого запаха) или countercation (противодействие, нейтрализация) (то есть снижение интенсивности запаха). Последние поведенческие и психофизиологические исследования показали, что смешивание некоторых одорантов приводило к появлению нового перцептуального качества, которое не присутствовало в каждом из компонентов смеси. Ссылаясь на работы других авторов, авторы статьи пишут, что многочисленные электрофизиологические исследования на различных видах позвоночных и беспозвоночных показали, что супрессия, инициируемая смесью на периферии, приводила в результате к меньшему ответу на смесь, чем ожидали из простой аддитивности компонентов. С помощью метаболического маркера, 2-деоксиглюкозы, было показано подавление смесью одорантов преимущественно в пресинаптических аксонах рецепторов в ОЛ. Это явилось доказательством, что взаимодействие смеси одорантов начинается на периферических обонятельных клетках. Поэтому, возможно, что одоранты конкурируют за связывание с рецепторным сайтом и активируют или тормозят обонятельные клетки, приводя в результате к неаддитивному рецепторному коду для смеси одорантов.

На основе этих наблюдений авторы предложили гипотезу, что одоранты могут активировать обонятельные рецепторы как агонисты, а также тормозить (антагонисты) реакции обонятельных рецепторов на одоранты. В работе применяются две модели: регистрация реакции Са-изображения на одорант в НЕК 293 клетках, экспрессирующих обонятельный рецептор и смешанные G-протеины, а также в обонятельном эпителии. В работе идентифицировали одоранты, ингибирующие реакцию на эвгенол с mOR-EG. Показали, что под действием эвгенола инициируется IP3-опосредованный сигнальный путь. Эксперименты на изолированных обонятельных клетках показали, что из около 3000 жизнеспособных обонятельных клеток смогли идентифицировать в общем 95 обонятельных клеток, реагирующих на эвгенол. При этом использовались достаточно высокие его концентрации (300 мкМ). Авторы пришли к выводу, что клетки, которые реагировали на эвгенол, можно разделить на 3 популяции.

(Touhara, Vosshall, 2009 - обзор). Что касается механизмов обонятельной трансдукции у насекомых, то на сегодняшний день они противоречивы: нет однозначных доказательств как участия цАМФ-системы или IP3-системы. Доказательства вовлечения G-белок опосредованных молекул каскада вторичных посредников в обонянии насекомых остается сомнительным и сумбурным. Путем экспрессии ORs насекомых в гетерологичные клетки получили результаты, которые привели к предположению, что G-белок-опосредованные пути через лиган-связывающую субъединицу ORs вности небольшой вклад в обоняние насекомых, и вместо этого in vivo преобладает какой-то неизвестный сигнальный каскад, действующий через OR/OR83b-комплекс (). Полагают, что этот комплекс образует у насекомых ионоторопный лиганд-регулируемый канал. Методом пэтч-кламп показали, что быстрые Са-токи чрез этот канал не зависели от таких внутриклеточных факторов, как цАМФ, IP3, DAG, АТФ и ГТФ, а также G-белка (). Предположили, что у насекомых ORs образуют гетеромерные комплексы, которые сами нпосредственно проводят токи при стимуляции лигандом. Однако появилось еще одно заключение. Было показано (), что в гетерологичных клетках, экспрессирующих Or22a/Or83b плодовой мушки, регистрировали быстрый инотропный ток, который также не зависел от G-белков, но позже регистрировался метаботропный ток, индуцируемый циклонуклеотид-зависимой сигнализацией через Gα_s. На основе этих данных авторы заключили, что Or22 сопрягается с G-протеинами, а что Or83b-корецептор функционирует как cng-канал (). (А если предположить, что первый ионотропный ток – это ток в ответ на изменение двигательной активности жгутиков, а второй – ток трансдукции). Таким образом, один общий вывод из выше сказанного в том, что полагают, что ORs насекомых могут действовать как лиганд-управляеиые ионные каналы, которые представлюят исключение из правила, что 7-доменные протеины всегда являются GPCRs, а вместо этого явлюятся 7-доменными протеинами, которые образуют комплекс лиганд-управляемого ионного канала. Полагают, что такой механизм обонятельной сигнализации насекомые приобрели для обеспечения быстрой реакции на изменение ольфакторного окружения внешней среды через одорант-регулируемые ионные каналы. Показано, что скорость обонятельной сигнализации у насекомых выше, чем у позвоночных, у которых трансдукция обеспечивается через G –протеин: 18 – 50 мс для ORs насекомых и 50 – 100 мс для ORs позвоночных (). Такая скорость реакции на ольфакторное окружение могла давать преимущества в эволюции летающих насекомых, которым необходимо обнаруживать партнера или источники пищи во время полета. Полагают также, что использование ионотропных рецепторов позволяет экономить потребление энергии в каскадах вторичных посредников, использующих АТФ и ГТФ. Различные механизмы сигнальной трансдукции между беспозвоночными и позвоночными могут отражать различные воздействия эволюции и окружающей среды на обонятельную систему у этих различных животных.

Одним из механизмов высокой чувствительности обонятельного анализатора является кооперативный процесс при активации каскада вторичных посредников, инициируемого взаимодействием одоранта с молекулярным рецептором. Takeuchi H., Kurahashi T. (2005) исследовали молекулярные механизмы, которые лежат в основе ольфакторного усиления. Исследования проводили путем мониторинга динамики цАМФ в интактных ОЖ. Они показали, что при стимуляции одорантом более 1 с концентрация цАМФ в цитозоле увеличивается суперлинейно, что, по мнению авторов, связано с градуальным увеличением скорости продукции цАМФ. Однако в обонянии продукция цАМФ очень маленькая (максимально около 200 000 молекул на стимул на клетку) в противоположность продукции цГМФ в палочках (250 000 молекул на фотон). Это означает, что обонятельные клетки обладают более низким усилением на энзиматическом каскаде. По-видимому, такое низкое усиление невыгодно для сигнальной трансдукции, но этот уникальный механизм, возможно, необходим для снижения потери АТФ, широко используемого в различных клеточных процессах. По мнению авторов, трансдукция небольшим количеством вторичных посредников осуществляется в ОЖ, которые имеют высокое отношение поверхности к объему. Авторы полагают, что такое низкое усиление в их энзиматических процессах может быть причиной того, почему обонятельные рецепторные клетки обладают приобретенным высоким усилением на конечной стадии трансдукционных каналов, используя Са в качестве третичного посредника.

Сложность исследования механизмов сигнального усиления в обонянии связана с техническими сложностями изучения нано-масштабные структуры ОЖ. Кроме того, ОЖ гетерогенны по своей чувствительности к различным одорантам, что затрудняет количественный анализ продукции цАМФ биохимическими методами.

В настоящем исследовании изучали динамику концентрации цАМФ в цитозоле и активность АЦ в ходе реакции на одорант (цинеол) в живых энзиматически изолированных одиночных обонятельных клетках тритона Cynops pyrrhogaster комбинированным методом patch-clamp и фото-активированных соединений.

Результаты опытов показали, что 16 из 54 клеток (29%) реагировали на цинеол. Амплитуда входящего тока зависела от дозы и подчинялась уравнению Михаэлиса-Ментен. При этом коэффициент Хилла достигал высоких значений 6,7±1,9, что свидетельствует о высокой кооперативности систем ольфакторной трансдукции. Подобный этому электрический ответ клетки при фотолизе введенного в клетку цАМФ свидетельствует о том, что нелинейное усиление создается в области, расположенной за местом продукции цАМФ, как полагают, за счет вовлечения двух различных каналов трансдукции – cng-каналов и Са-активируемых Cl-каналов. CNG-каналы проявляют кооперативность в 1,2 – 1,6, а Са-активируемые хлорные каналы – около 2. Объединяясь вместе, общий ток прявляет очень высокую кооперативность, экспрессирующую нелинейное усиление.

Эксперименты показали, что под действием одорантов [цАМФ] начинает увеличиваться через 100 мс после начала стимуляции, достигая в разных клетках максимальных значений 61 мкМ или 129 мкМ. Кроме того, авторы выявили, что абсолютное число молекул АЦ, активируемой одорантом, зависит от концентрации стимула. После максимальных значений активность АЦ градуально падает. Самая высокая активность АЦ отличалась от клетки к клетке. Эту особенность авторы объясняют тем, что отдельные обонятельные клетки экспрессируют различные рецепторные белки, имеющие разное сродство к одорантам. Средняя максимальная активность АЦ составляла 96 мкмоль. С помощью активности АЦ и объема ОЖ авторы рассчитали число молекул цАМФ, продуцируемых в ОЖ при максимальном ответе. Диаметр ОЖ равен 0,2 мкм, а длина 10 мкм (Menco, 1980). Одиночная обонятельная клетка тритона имеет в среднем около 10 ОЖ. При таких параметрах активность АЦ равна 180.000 молекулам∙с^-1∙клетку^-1. Расчеты показали, что одиночная обонятельная клетка продуцирует порядка 2∙10⁵ молекул в секунду на 1 клетку цАМФ. Однако эти данные могут быть несколько завышены, так как не учитывались влияния Са и ФДЭ.

Таким образом, [цАМФ] в цитозоле увеличивалась суперлинейно во времени более 1 с при стимуляции одорантом из-за градуального увеличения скорости продукции цАМФ. Такое время увеличения цАМФ объясняет, почему даже при кратковременном действии стимула (то есть 50 мс) реакция на одорант в одиночных обонятельных клетках длятся пару секунд.

Авторы работы говорят о том, что для обонятельных клеток наименьшая эффективная доза для стимуляции одорантом лежит в области микромолярной концентрации, а насыщающая доза – от 100 мкМ до 1 мМ. Эта область концентраций почти эквивалентна таковой для цАМФ в ходе реакции на одорант. Как видно, в ходе реакции происходит небольшое молярное усиление в каскаде ольфакторных энзимов. Считают, что такое низкое усиление является невыгодным для сигнальной трансдукции. Однако, в отличие от фоторецепторов, в обонятельных клетках активация одорантом рецепторов, сопряженных с G-белком, приводит к продукции цАМФ в количестве, определяемым фактором усиления, умноженного на число молекул рецепторов, сопряженных с G-белком. Если бы активация этих рецепторов продуцировала большое количество вторичных посредников, как в палочках, то большое количество молекул цАМФ должно было бы эквивалентно гидролизу большого числа молекул АТФ. ОЖ не имеют митохондрий, поэтому АТФ должно снабжаться из булавы. Диффузия АТФ по ОЖ будет лимитировать концентрацию АТФ внутри ОЖ. Поэтому низкое усиление на уровне энзиматического каскада в ОЖ выражает эффективное превращение энергии, используя маленькое количество молекул вторичных посредников. Авторы полагают, что сигнальная трансдукция с помощью образования небольшого (по сравнению с фоторецепторами) количества вторичных посредников в обонятельных клетках возможна благодаря тонким цилиарным структурам, которые имеют высокое отношение поверхности к объему, а также за счет нелинейного усиления, благодаря последующего открытия CNG-каналов и Са²⁺-зависимых Cl^- каналов, используя Са в качестве третичного мессенджера.

В работе Goldstein B.J. et al. (2002) проводили клонирование и характеризовали SLP3 у мышей – новый член стоматинового семейства, экспрессируемого обонятельными клетками. В этой работе авторы характеризуют один из генов, который кодирует новый член стоматинового семейства протеинов, ассоциированных с мембраной.

Стоматин впервые идентифицировали в эритроцитах как протеин (band7), чье отсутствие коррелировало с наследственной гемолитической анемией (), по-видимому. Недавно показали, что стоматин экспрессируется в механосенсорных нейронах, где он может взаимодействовать непосредственно с компонентами трансдукции, включая катионные каналы (). В данной работе методом in situ гибридизации в носовой полости у взрослых мышей авторы показали, что экспрессия SLP3 mRNA ограничивается только ольфакторным эпителием мыши. SLP3 в пределах этой ткани селективно экспреструется в обонятельных клетках. Иммуногистохимическое окрашивание с помощью С-терминальной SLP3 антисыворотки подкрепило эти данные. По данным авторов, SLP3 – генный продукт, специфический для ОЭ. Показна экспрессия и локализация SLP3 в дендритах и ОЖ, сопряжение членов стоматинового семейства с компонентами сигнальной трансдукции, что свидетельствует о возможном участии в уникальном пути трансдукции, используемым обонятельными клетками. Появление SLP3 в обнятельных клетках происходит параллельно с созреванием аппарата сенсорной трансдукции в ОЭ в ходе эмбрионального развития.

Полагают, что стоматины вставляются в плазмолемму по типу шпильки в NH₂-терминальном гидрофобном домене, так что и NH₂-конец и СООН^—конец являются цитоплазматическими (). Полагают, что SLP3, как гомолог стоматина, в обонятельных клетках вносит вклад в локализацию или сборку комплекса трансдукции. Показано что субклеточная локализация SLP3 в обонятельных клетках корреспондирует с субклеточными органеллами, в которых синтезируются, обрабатываются и впоследствии транслоцируются к месту их действия интегральные мембранные протеины, включая компоненты обонятельной трансдукции. Характерно, что SLP3 протеин сильно обогащен в апикальной околоядерной области, содержащей АГ, где модифицируются мембранные протеины. Наличие SLP3 в дендритах и булаве соответствует пути компонентов обонятельной трансдукции от АГ до их конечного внедрения в цилиарную мембрану. Важно отметить, что экспрессия SLP3 не определяется в вомероназальном органе, клетки которого используют другие компоненты трансдукции ().

ОКОЛОРЕЦЕРТОРНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ОБОНЯНИИ

Этот вопрос рассматривается в работе Ache B.W. and Young J.M. (2005). На активацию и адаптацию обонятельных рецепторных клеток могу влиять механические и биохимические события по соседству с ольфакторными рецепторными клетками. Эти, так называемые, перерецепторные процессы рассматривают как важные компоненты обоняния, необходимые для распознавания запахов. Помимо запахового сигнала, который сам по себе является прерывистым, активные процессы часто открывают доступ пахучего стимула к рецепторным клеткам. Этот феномен обнаружен при принюхивании у млекопитающих, процесс, который обладает интегральным влиянием на переработку обонятельной информации в ОЛ и латеральном гипоталамусе, и который оптимизирует восприятие интенсивности запаха у человека. Принюхивание, однако, является единственным феноменом из различных областей активных процессов, который обеспечивает доступ стимула к обонятельным органам. Например, саламандра активно вентилирует свои обонятельный и вомероназальный рецепторные полости на 1 – 2 Гц, cyclosmate fish типа камбалы активно качают воду через свои сифоны или назальные камеры, соответственно, мотыльки машут своими крыльями, чтобы увеличить проникновение воздуха через свои обонятельные сенсиллы, а десятиногие ракообразные слега ударяют (“flick”) свой обонятельный орган. Повсеместность активного доступа означает, что зависимая от времени прерывистость является фундаментальной для опознания и различения запахов, и что динамические свойства последующих элементов в каскаде трансдукции, так же как и кинетика синаптических взаимодействий в Ц.Н.С., могут настраиваться на такую прерывистость.

Обонятельные жгутики располагаются в обонятельной слизи, контактирующей с внешней средой. Это сохраняется даже для водных животных, нет проблемы высыхания или осмотических изменений. Состав жидкости, омывающей рецепторные клетки, активно регулируется и может содержать энзимы, буферы и другие молекулы, способные к взаимодействию с химическим сигналом и, возможно, к его модификации. Лучше всего известно об одорант-связывающих белках (OBPs), маленьких растворимых димерных белках, которые связываются с гидрофобными одорантами. Эти белки охарактеризованы в обонятельной слизи человека, а также у большинства наземных животных, включая слонов, овец, свиней, коров, крыс, лягушек, насекомых и улиток. Общие молекулярные свойства и появление этих белков у таких филогенетически различающихся групп наземных животных говорит о том, что они играют важную роль в “осухопучивании” обоняния. Помимо транспортной функции, одорантсвязывающим белкам в настоящее время приписывают также другие функции, включая действие в качестве молекулярных фильтров, которые точно определяют и, возможно, ускоряют доступ стимулов к рецепторам. Другое семейство протеинов, феромонсвязывающие белки (PBPs), переносят летучие феромоновые соединения. Некоторые OBPs и PBPs сходны по последовательности, указывая на то, что члены семейства OBPs могу служить в качестве молекулярных фильтров для феромонов, а не для основных одорантов. Однако, функция обоих этих семейств белков неясна. В обонятельной слизи присутствуют также разрушающие энзимы, которые могут декативировать запаховый стимул.

Роль слизи рассматривается в докторской диссертации Гдовского П.А. (2005). Показано, что 3-часовое пребывание рыб в закисленной воде приводило к ухудшению восприятия обонятельных стимулов на 30 – 55%, в зависимости от класса одорантов. Потеря обонятельной чувствительности сопровождалась снижением рН слизи ОЭ с 7,25 до 6,85. Электронно-микроскопические исследования показали, что у рыб, живущих в нейтральной воде, по всей поверхности ОЭ отчетливо видны секреторные поры и все структуры апикальной поверхности ОЭ. После 3-часового пребывания в воде с рН 4,5 поверхность ОЭ начинает существенно отличаться от контроля: рельефный рисунок, отражающий топографию жгутиковых и микровиллярных клеток, не просматривается, так как весь ОЭ покрыт слизью. В зонах рецепторного и нерецепторного эпителия просматриваются отдельные, довольно крупные гранулы секрета, количество которых в 10 раз превышает норму. Структурных повреждений апикальных отделов рецепторных клеток не обнаружено.

Показано, что наряду с интенсивной секрецией слизи увеличивается концентрация ионов калия, и содержание натрия и хлора уменьшается. При восстановлении обоняния в закисленной среде у рыб патологическое слизеотделение прекращается, а концентрации всех элементов в слизи снижаются. Автор это связывает с тем, что в состав слизи входят мукополисахариды, содержащие связанный калий, а ионные формы исследуемых элементов поступают с помощью специализированных ион-транспортирующих клеток, так называемых хлоридных клеток. Кислотно-щелочное равновесие во многих тканях, в том числе в ОВ млекопитающих, поддерживается карбоангидразой (см. ссылки), а химический состав слизи в ОЭ амфибий и млекопитающих контролируется вегетативной холинэргической нервной системой (см ссылки). Активность КА в ОВ рыб, находящихся 1 сутки в воде с рН 4,5, возрастает почти в 3 раза, и ее уровень зависит от состояния М-ХР структур.

Известно, что у млекопитающих деятельность бокаловидных (опорных) клеток регулируется парасимпатической нервной системой (см. ссылки). На стрессорные воздействия эти клетки не только усиливают свою секреторную активность, но изменяют химический состав слизи (Tachibana et al., 1986, 1991). Таким образом, у млекопитающих (и у рыб) бокаловидные клетки конторолируются некоторыми регуляторными факторами секреторной системы и играют важную роль в назальном физиологическом механизме. У млекопитающих есть еще одна система защиты ОЭ от воздействия вредных веществ окружающей среды – специализированные микровиллярные опорные клетки, экспрессирующие альфа-мю-глутатион-S-трансферазу (ГSТ), ферменты, участвующие в биотрансформации ксенобиотиков. ГST у млекопитающих является основным ферментом второй фазы детоксикации вредных веществ и составляет большое семейство, состоящее из 9 классов. Основными считаются альфа, мю, пи и тета классы. В ОЭ млекопитающих экспрессируются альфа и мю классы и только в несенсорных клетках (см ссылки), а в ОЭ форели найден один класс и только в сенсорных клетках (см. ссылки). Показано, что на клеточном уровне защита ОЭ от воздействия вредных веществ рыб и млекопитающих однотипна. На молекулярном уровне различия, возможно, наблюдаются только в экспрессии подклассов детоксицирующих ферментов.

Содержание ионов натрия и хлора в обонятельной слизи у наземных позвоночных животных сопоставимо с содержанием их в плазме крови, а ионов калия – в несколько раз больше. Считается, что ионы в слизь поступают пассивно с секретирующейся слизью, а постоянство состава поддерживается активной абсорбцией с участием натрий-калиевого насоса.

В 2005 году было показано наличие лептина и рецепторов к нему в обонятельной слизистой крыс (Baly et al.). Лептин – цитокиновый гормон, продуцируемый белыми зрелыми адипоцитами. Является одним из основных гормонов, контролирующих энергетический баланс. Показано, что он может продуцироваться такими тканями, как цнс, плацента, слюнные железы. У кроликов лептин снижает потребление пищи, действую на различные пищевые центры в гипоталамусе, а именно, на нейроны, возбуждающие и подавляющие аппетит ().

Различные изоформы рецепторов к лептину обнаружены в различных тканях, в том числе и в обонятельнй слизистой мышей (). Предположено его паракринное или аутокринное действие на метаболизм жировой ткани () и на секрецию слизи (). Кроме того, у мышей лептин подавляет ответ вкусового нерва на сладкий стимул () и, как полагают, вовлекается в ольфакторное pre-ingestive (прием пищи) действие ().

Диетический статус животного на поведенческом уровне влияет на реактивность животного на пищевые запахи (). На клеточном уровне у голодающих крыс увеличивается реактивность митральных клеток в ОЛ в ответ на пищевые запахи.

Аналитические и функциональные доказательства говорят о возможной модуляции первичного ольфакторного сигнала нейропептидами или гормонами: в обонятельной слизи идентифицированы РАСАР (), дофамины, ориксины и их рецепторы (). АТФ модулирует чувствительность обоняния через активацию подтипов пуринорецепторов в обонятельных клетках (). Все это указывает на то, что обонятельные клетки можно модулировать на периферии.

Авторы работы исследовали экспрессию и локализацию лептина и его рецепторов в обонятельной слизистой крыс. Важно было проверить возможность эндогенной продукции лептина обонятельной слизистой, чтобы получить доказательство существования аутокринной регуляции. Показали наличие 4 изотипов рецепторов к лептину в обонятельной слизистой у крыс: OB-Rb (R₃/R₄), OB-Ra (L5/S1), Ob-Rc (Rc1/Rc2) и Ob-Rf (Rf1/rRf2). Лептиновые рецепторы локализуются в разных типах клеток в обонятельной слизистой. Иммуноцитохимический анализ выявил активность Ob-Rs главным образом в перегородке и завитках обонятельной слизистой, на апикльной части эпителия , гл. обр., в булавах зрелых обонятельных клеток. Некоторая активность наблюдалась в базальных клетках. Ob-Rs идентифицировали также в микровиллах опорных клеток, а также в их цитоплазме, ассоциированные с тубуловезикулярной сетью и ЭПР, что свидетельствует о локальном синтезе Ob-Rs в опорных клетках, которые способны подвергаться эндо- и экзоцитозу. В обонятельных клетках Ob-Rs, включая Ob-Rb, локализуются в ОЖ при более высокой концентрации - в их проксимальной части, но могут появляться и в их дистальных участках.

Методом радиоиммунного анализа авторы показали, что локальный синтез лептина осуществляется в опорных клетках, а также ОЖ. Несмотря на то, что его количество в них значительно ниже, чем синтезируемого клетками белого жира, тем не менее, это определяемые уровни в обонятельной слизистой крыс.

Показали, что пищевая депривация увеличивает экспрессию пептида и рецепторов в обонятельной слизистой. Предложена гипотеза: за модификацией пищевого статуса следует регуляция экспрессии генов лептина и различных изоформ лептиновых рецепторов по механизму ПОС или ООС.

Q-PCR анализ показал, что при пищевой депривации в 7 раз увеличивается уровень mRNA в обонятельной слизистой крыс по сравнению с контролем. Увеличение экспрессии Ob-Rb и Ob-Ra наблюдали в диапазоне от 2х-кратного для Ob-Ra до 8-кратного увеличения для Ob-Rb в обонятельной слизистой голодающих крыс.

Таким образом, в данном исследовании с помощью сочетания иммуногистохимических, биохимических и молекулярных подходов показали, что длинная и короткая формы рецепторов к лептину экспрессируются в обонятельной слизистой крыс вместе с их биологическим лигандом лептином. Показали также, что экспрессия этих молекул динамически контролируется на транскрипционном уровне пищевым статусом крыс.

Большая часть лептиновой рецепторной иммунореактивности наблюдалась в цитоплазме, ассоциированной с АГ, а не на поверхности клеток (). Наличие иммунореактивных везикул в апикальной части опорных клеток в ОЭ согласуется с моделью конститутивного экзоцитоза рецептора (). Результаты показывают, что лептин, действующий эндокринный или паракринный фактор, может регулировать ольфакторные функции в качестве нейромодулятора ольфакторного сообщения в ОЖ зрелых рецепторных клетках, а также для гомеостазиса сложной ткани ОЭ, действуя на дифференцирующиеся обонятельные клетки и опорные клетки. Лептин секретируется в слизь Боуменовыми железами, а также трансцитоз лептина из плазмы крови через сосуды, локализованные в lamina propria. Свободная диффузия лептина через ольфакторную слизь недавно показана.

Авторы обнаружили также, что в обонятельной слизистой ген лептина активируется (up-regulated) голоданием. В этой физиологической ситуации циркуляция лептина, появляющегося из жировой ткани, снижается. Активация гена лептина в обонятельной слизистой указывает на контроль по типу обратной связи за экспрессией лептина в обонятельной слизистой как следствие драматического падения (снижения) захвата микрососудами.

Наличие лептина и его рецепторов обеспечивает нейроанатомическим базисом в пользу сложной эндокринной, паракринной или аутокринной регуляции обонятельной слизистой лептином.

Авторы предлагают 2 альтернативные роли лептина в функции обонятельной слизистой. Одна из них – лептин может управлять (serve) долговременной регуляцией гомеостазиса ОЭ посредством контроля пролиферации/выживания обонятельных клеток при обонятельной деятельности. По мнению авторов, лептин может действовать на уровне ОЭ как нейромодулятор деятельности обонятельных клеток. Ограничение пищи модифицирует состав слизи, чтобы обеспечить тонкость ольфакторного поведения, таким образом, связывая данные с изменением в обонятельном поведении по направлению к поиску пищи.

Таким образом, эти данные дают строгую молекулярную основу для возможной модуляции функции обонятельной слизистой лептином, то есть пищевым статусом животных, такую как связь потребления пищи и обоняния на первичном уровне обонятельного кодирования у грызунов.

В работе Овчинникова Ю.М и др. (1999) говориться, что в состав обонятельной слизи входят различные растворимые белки. Основной компонент – муцины- гликопртеиды с Мм 250 – 1000 кДа. Другой компонент – ольфактомедин – полипептид с Мм 57 кДА. Одорант связывающие белки (ОСБ) составляют 2% от белков носовой полости у крыс и 0,5% - у быка. Концентранция их в слизи достигает 0,1 – 1,0 мМ. ОСБ у быка имеют высокое сродство к алкилпиразинам и тиазолам (Kd < 1 μM), а также к ряду насыщенных и ненасыщенных альдегидов и спиртов, терпенов, ароматических соединений с мятным, цветочным и мускусным запахами. Вместе с тем, значительное число других душистых веществ с запахами розы, камфары, ванили, горького миндаля оказались слабыми лигандами с Kd > 100 μМ (Pelosi, 1996). У отдельных классов животных описано несколько классов ОСБ (5 - у мышей, 2 – у крысы, 3 – у кролика и т.д.).

НОС

Нос – первая структура ольфакторного пути, в которой начинается процесс преобразования окружающего воздуха в обонятельное восприятие. Показно, что у человека потоки воздуха при вдохе и выдохе имеют различные свойства (). Если ингаляция мультинаправленная и ламинарная (как поток в 3-хмерной раковине), то выдох концентрируется в узкую турбулентную струю. Этот паттерн носового потока обеспечивает минимальную реингаляцию выдыхаемых молекул (РИС.2). У собак также. Помимо этого в носу может происходить сравнение стимула, приходящего в каждую ноздрю, благодаря чему обеспечивается информацией о пространственной локализации запаха, если при этом соблюдается необходимое условие – воздух, вдыхаемый двумя ноздрями, хотя бы частично не перекрывается ().

Показано, что сильно растворимый одорант будет индуцировать больший ответ в обонятельном нерве, если будет течь через слизистую в быстром, а не медленном потоке воздуха, тогда как плохо растворимый одорант будет индуцировать больший ответ в обонятельном нерве, если будет течь через слизистую в медленном, а не быстром воздушном потоке ().

Известно, что скорость воздушного потока у человека в каждой ноздре разная. Показано (), что в зависимости от растворимости одоранта, человек при данном втягивании носом лучше воспринимает более растворимые одоранты той ноздрей, в которой скорость воздушного потока выше.

ОБОНЯТЕЛЬНЫЙ НЕЙРОНАЛЬНЫЙ ПУТЬ

(Touhara, Vosshall, 2009 - обзор). У млекопитающих ОЛ – первая область мозга, которая переключает нервные сигналы обонятельных сесорных клеток на вторичные нейроны - митральные клетки, которые, в свою очередь, посылают аксоны в центральную нервную систему (). Отдельные одоранты активируют различные подгруппы ORs, приводя в результате к созданию гломерулярного паттерна активации, который является уникальным для каждого одоранта в стереотипной области ОЛ, называемой картой запахов (). Различные одоранты вызывают различные паттерны гломерулярной активности, но структурно родственные одоранты активируют сходные группы гломерул, так как сходные одорнаты распознаются сходными группами ORs в ОЭ. Даже для одного и того же одоранта различные концентрации приводят к различным паттернам, когда при более высокой концентрации одорантов активируется больше гломерул, что характерно и для насекомых (). Полагают, что карты обонятельных рецепторов в ОЛ различаются между особями данного вида.

Обзор Mori K. et al (1999). Гломерулы – относительно большие сферические нейропили (100 – 200 мкм в диаметре), внутри которых аксоны обонятельных клеток образуют возбудительныен синапсы на дендритах митральных клеток и tafted (пучковых) клеток, отростков нейронов ООЛ. Отдельные гломерулы можно рассматривать как центр конвергенции обонятельных аксонов для ввода, происходящего из обонятельных рецепторов одного типа; сигнал, специфический для рецептора к одоранту, передается к митральным и tufted клеткам, иннервирующим гломерулу. У мышей каждая гломерула получает конвергирующие аксональные входы от нескольких тысяч обонятельных клеток и иннервируется первичными дендритами около 20 митральных клеток (10). Под гломерулярным модулем авторы понимают 1 гломерулу со связанными с нею обонятельными клетками. Таким образом, архитектуру ООЛ мыши можно представить как состоящую из 1800 таких модулей. Информация о молекуле одоранта обрабатывается локальными нейрональными цепями, в которых участвуют синаптические взаимосвязи внутри модуля, а также меду модулями в ООЛ. Аксоны митральных и tafted клеток посылают затем информацию в мозг.

Аксональные связи между носом и ОЛ.

У мышей в ОЭ насчитывается более 2 млн. обонятельных клеток. Одна ОК экспрессирует только один тип OR () из репертуара 1000 генов. Следовательно, отдельные ОК реагируют на область обонятельных лигандов, которые связываются с экспрессируемым рецептором (). Аксоны ОК проецируются в ОЛ по принципу “zone-to-zone projection” (меченая линия) и “glomerular convrgence” (структура ответа).

“Zone-to-zone projection” – ORs классифицируются в 4 группы в соответсвии с их паттернами экспрессии в ОЭ. Данный тип OR экспрессируется в одной из 4 ограниченных зон в ОЭ () (на Рис.2 зоны I. II, III и IV располагаются от дорзальной до вентральной части ОЭ). В пределах данной зоны ОК, экспрессирующие различные рецепторы, перемешиваются, проявляя широко дисперсное распределение. Обнаружили, что в одной и той же зоне имеют тенденцию располагаться ORs с высоко гомологичной последовательностью амонокислотных остатков ().

Такая же зональная организация до некоторой степени сохряняется и в ОЛ, что было показано с помощью иммуногистохимических исследований на кроликах () и крысах (). Зона I ОЭ проецирует в гломерулы в ростродорзальной зоне I ОЛ. Зоны II, III, IV ОЭ проецируют селективно в каудовентральные зоны II, III и IV ОЛ. Таким образом, ОЛ состоит из 4 пространственно разделенных зон, соответствующих 4 зонам ОЭ. Следовательно, информация от одоранта, получаемая ОК в данной зоне ОЭ, отправляется в гломерулу, а затем передается на митральные и tafted клетки в соответствующей зоне ООЛ.

Glomerular convergence. Аксоны могут находить свои специфические гломерулы-мишени в ООЛ. ОК, экспрессирующие данный OR, конвергируют свои аксоны на несколько разных аксонов (Рис.2). С такой моделью связывают специфичность настройки нейронов ОЛ (). Конвергенцию аксонов в гломерулах визуализировали с помощью in situ гибридизации а также другими генетическими методами. Показали наличие mRNA для ORs в терминалях аксонов ОК в гломерулах. Это означает, что ОК, экспрессирующие mRNA данного OR, конвергируют свои аксоны к особым гломерулам (). То есть каждая гломерула предназначена для одного OR.

В электрофизиологичеких исследованиях показано (), что одиночные митральные и tafted клетки проявляют возбудительные спайковые ответы на ряд молекул одорантов со сходной молеклярной конформацией (Рис.3.). Другими словами, молекулярная рецептивная область () отдельных митральных и tafted клетоксостоит из ряда (области) молекул одорантов, которые имеют характерные структурные свойства. Характерные свойства включают в себя 1) полную стереохимическую структуру углеводородной цепи, 2) тип и положение прикрепленной функциональной группы. Эти характеристики молекулы одоранта сходны с эпитопами антиген-антитело взаимодействиях в иммунной системе () и, таким образом, называемые “odotopes” (). Эксперименты с анализом оптического изображения реакций ООЛ на одоранты показали, что гломерулы настраиваются на детекцию отдельных свойств молекулы ().

Полагают, что митральные и tafted клетки принадлежат разным гломерулярным модулям. Показано, что различные модули гломерул настраимваются на детекцию различных молекулярных свойств. Следовательно, отдельный модуль гломерулы можно принять за едеиницу, детектирующую молекулярные свойства (особенности). Так как отдельная молекула одоранта обычно проявляет несколько молекулярных свойств, она может активировать специфическую комбинацию единиц, воспринимающих (определяющих) молекулярные особенности. Таким образом, качество отдельной молекулы одоранта кодируется комбинацией активированных гомерулярных модулей. Это распространяется и на смесь молекул одорантов. Независимо от сложности одорантных молекул их ольфакторное качество может кодироваться специфической комбинацией активированных гломерулярных модулей на уровне ООЛ.

В работе авторы представяют пространственное устройство гломерулярных модулей в ООЛ. Гломерулы в ООЛ делятся на 4 зоны (Рис.2). Исследования специфичности настройки митральных и tafted клеток показали, что гломерулы, представляюшие обонятельные рецепторы со сходной специфичностью настройки, собираются (локализуются) в локальных областях внутри специфической зоны. Нпаример, митральные и tafted клетки в дорзомедиальной области в зоне 1 ООЛ кролика проявляют сходные MRRs, относящиеся к n-жирным кислотам и n-алифатическим альдегидам или к обоим. Наоборот, эти нейроны отвечают исключительно на n-алифатические спирты и никогда не реагируют на алканы (). Гломерулы или митральные и tafted клетки в данной области выявлюят очено перекрывающиеся MRRs (). Оказывается, что локальная сборка (группа) гломерулярных модулей с изменяющимися перекрывающимися специфичностями к молекулам одоранта является критической для переработки информации в ООЛ.

Интеграция в когерентную карту результатов пространственной организации гломерул, наблюдаемая с помощью in situ гибридизации () и odorant receptor-taulacZ-исследований (), означает, что каждая ООЛ представляет собой 2 симметричные сенсорные карты обонятельных рецепторов, одна – в латеральном полушарии, а другая – в медиальном полушарии ООЛ. Идея двух симметричных карт согласуется с медио-латеральным симметричным распределением захвата 2-деоксиглюкозы после стимуляции определенными молекулами одоранта ().

Интеграция с molecular feature-detecting glomerular modules.

Авторы пишут, что гломерулярные модули в ООЛ взаимодействуют друг с другом по нейрональным контурам с помощью локальных интернейронов, гранулярных клеток и перигломерулярных клеток. Митральные и tafted клетки проецируют вторичные дендриты целенапарвленно (tangentially) на длинные расстояния и образуют многочисленные дендро-дендритические реципрокные синапсы с дендритами гранулярных клеток (Рис.1). Реципрокный синапс состоит из митрально-гранулярного глутамат-опосредованного возбудительного синапса и гранулярно-митрального опосредованного гамма-аминобутириковой кислотой ингибиторного синапса (). Таким образом, ативация митральной и tafted клеток приводит в результате к ингибированию клеток по механизму обратной связи, а также латеральному ингибированию соседних митральных и tafted клеток (). Первичные дендриты этих клеток образуют дендро-дендритические реципрокные синапсы с перигломерулярными клетками внутри гломерулы. Некоторые из перигломерулярных клеток посылают свои ингибиторные проекции к дендритам соседних митральных и tafted клеток, означая, что перигломерулярные клетки также обеспечивают латеральное ингибирование митральным и tafted клеткам. Таким образом, взаимодействие между митральными и tafted клетками через эти интернейроны играет центральную роль в обработке обонятельной информации ().

Enchancement of tuning specificity by lateral inhibition.

В работе авторы пишут, что особый интерес вызывает механизм латерального ингибирования, по которому активация митральных и tafted клеток, ассоциированных с одним гломерулярным модулем, приводит в результате к ингибированию митральных и tafted клеток, ассоциированных с соседними гломерулярными модулями (). Регистрация от одиночных митральных или tafted клеток в ООЛ кроликов выявила, что спайковая активность отдельной клетки ингибируется определенной группой молекул одоранта со структурой, которая близко родственна возбудительной молекуле одоранта ().Фармакологическая блокада дендро-дендритических синапсов между митральной/tafted клеткой и гранулярными клетками сильно снижает латеральное ингибирование, индуцируемое одорантом. Латеральное ингибирование через дендро-дендритические реципрокные синапсы с гранулярными клетками может увеличит контраст между сильно активированной и taintly активированной гломерулой и т.о., sharpen специфичность настройки отдельных митральных и tafted клеток на молекуля одоранта. Митральные и tafted клетки II порядка могут, таким образом, более sharply (резко) настраиваться на специфиечские особенности молеклы, чем обонятельные клетки ().

Синхронизированные осцилляторные разряды митральных и tafted клеток и построение различных гломерулярных модулей

По мнению авторов статьи, на уровне ООЛ качество пахучего стимула кодируется специфической комбинацией активированных гломерулярных модулей. Какой вклад вносит локальная нейрональная сеть в комбинацию и интеграцию сигналов, получаемых различными гломерулярными модулями? Исследования () показали, что локальная нейрональная сеть способна генерировать синхронизированные разряды бульбарных output нейронов, митральных и tafted клеток, посредством чего внося вклад в комбинирование сигналов из различных гломерулярных модулей на уровне обонятельной коры (РИС.4).

Ингаляция молекул одоранта вызывает заметные осцилляции (30 – 80 Гц) локальных field (местных) потенциалов (), означая, что многие митральные и tafted клетки реагируют синхронизированными спайками. Полагают, что дендро-идендритические синаптические связи между митральными/tafted клетками и грнаулярными клетками отвечабт за генерацию осцилляторных локальных field (местных) потенциалов (). Одновременная регистрация от двух митральных/tafted клеток, расположенных на расстоянии 300 - 500 мкм друг от друга, показала, что синхронизация спайковых разрядов возникает при стимуляции одорантом между специфическими парами митральных/tafted клеток, которые ассоциируются с различными гломерулярными модулями (РИС.4, слева). Синхронизация наблюдалась в ¼ исследованных митральных и tafted клеток.

Если аксоных этих двух клеток, принадлежащих разным гломерулярным модулям, конвергируют на один и тот же нейрон-мишень в обонятельной коре, нейрон коры может служить в качестве детектора комбинации, чья активность представляет собой комбинированную активацию двух гломерулярных модулей (РИС.4). Синхронизация спайковых разрядов бульбарных output нейронов может сильно увеличивать вероятность стимуляции нейрона-мишени коры из-за временной суммации синаптических входов из двух митральных/tafted клеток (РИС.4, справа). Таким образом, синхронизация двух митральных/tafted клеток, ассоциированных с различными гломерулярными модулями, может служить в качестве механизма для временного связывания сигналов от различных обонятельных рецепторов. При ингаляции молекул одорантов, выделяемых из специфичкского предмета, синхронизированные спайковые ответы могут возникать в группе митральных/tafted клеток, ассоциированных с отдельной (смпецифической) подгруппой гломерул, представляющих собой селективную комбинацию обонятельных рецепторов.

Все выше сказанное позволило авторам предложить гипотезу: эффективность, устойчивость (strength) дендро-дендритических реципрокных синаптических соединений с гранулярными клетками, которые образуют мостики между 2 различными митральными/tafted клетками, может определять степень синхронизации спайков. Если это так, то дендро-дендритические реципрокные синапсы могут служить в качестве субстрата для опосредования временных и функциональных связываний сигналов между различными обонятельными рецепторами. Особый интерес вызывает веротяность того, что пластическое изменение в эффективности (устойчивости) дендро-дендритических синапсов может привести в результате к изменению эффективности (устойчивости) функционального связывания сигналов между различными обонятельными рецепторами. Предположили, что, по крайней мере, часть обонятельных и феромоновых (или обоих) memoty trace (след памяти) остатся в дендро-дендритических реципрокных синапсах (). Одним из основных механизмов обонятелдьной памяти могло бы быть изменение эффективности (strength) дендро-дендритических синаптических соединений между специфическими подгруппами митральных и tufted клеток. Это может вызвать изменения в эффективности стимуляции нейронов, распознающих сеоективные подгруппы комбинаций обонятельных рецепторов, в обонятельной коре.

Таким образом, из работы следует, что в настоящее время известны следующие нейрональные механизмы для обработки обонятельной информации в ООЛ: 1) отдельные гломерулярные модули функционируют как единица, воспринимающая особенности молекулы одоранта, и 2) локальные нейрональные сети опосредуют латеоальное ингибирование и синхронизированные спайковые разряды между митральными/tufted клетками, которые принадлежат различным гломерулярным модулям.

По мнению Ache B.W. and Young J.M. (2005), известно, что первичные ольфакторные афференты у большинства животных проецируются без синаптической передачи в Ц.Н.С. Первое синаптическое реле обладает удивительно консервативным планом организации даже у моллюсков. Этот довольно странный анатомический консерватизм указывают на то, что первое ольфакторное переключение играет важную функциональную роль в детекции обонятельного сигнала. Молекулярные исследования показали, что у млекопитающих, рыб и насекомых пространственно распределенные рецепторные клетки на периферии, которые экспрессируют один и тот же белок обонятельного рецептора, конвергируют на один, или небольшое количество гломерул на каждой стороне мозга, говоря о том, что массивная конвергенция функционально сходного входа является функциональной по отношению к тому, как информация о запахе обрабатывается на первом синаптическом реле, и поэтому консервативна в эволюции. Считают, что как в случае с самим рецептором, детальная информация о молекулярной структуре одоранта комбинаторно кодируется в паттерне активности нейрональных элементов (гломерул). У таких разных животных, как млекопитающие и омары, обнаружен механизм интрагломерулярной обработки информации, связанный с пресинаптическим афферентным ингибированием (PAI). С терминалями первичных афферентных волокон контактируют ингибиторные локальные интернейроны, анатомический субстрат для PAI. Интересно, что у омаров, черепах и грызунов PAI опосредуется парными нейротрансмиттерами, хотя природа трансмиттеров и клеточный механизм их действия у разных видов разные. PAI у омаров является результатом снижения мембранного потенциала, опосредуемого инотропными GABA и гистаминовыми рецепторами, тогда как у черепах и мышей это результат подавления входа Са²⁺ в пресинаптическую терминаль, опосредованного метаботропными GABA и дофаминовыми рецепторами.

В диссертации Гдовского П.А.(2005) приводятся данные, что у костистых рыб имеются прямой афферентный холинергический вход в ОЛ и внутрилуковичная холинергическая система. ОЛ амфибий и млекопитающих не получает рецепторный афферентный ХЕ вход. Вследствие этого в первом слое ОЛ – слое волокон обонятельного нерва – отсутствуют АХЭ, ХАТФ и холинорецеторы (см. ссылки). Все ХЕ элементы внутренних слоев ОЛ млекопитающих и амфибий обусловлены ХЕ проекциями от базального переднего мозга (см. ссылки). Установлено, что в ОЛ амфибий, насекомоядных и грызунов ХАТФ-позитивные клетки отсутствуют, а наблюдаются только волокна, приходящие в ОЛ только по медиальному тракту (см. ссылки). В ОЛ крыс АХЭ-позитивность проявляют кисточковые клетки, относящиеся к релейным нейронам, перигломерулярные и поверхностные короткоаксонные клетки – интернейроны (см. ссылки). Эти три типа холиноцептивных, нехолинергических нейронов являются основными мишенями холинергического входа из магноцеллюлярнго ядра переднего мозга. В связи с такой структурированностью холинергических ферментов АХ оказывает лишь модулирующее влияние на электрическую активность ОЛ крыс. В конечном итоге, ХЕ афференты, уменьшая тормозное действие интернейронов, могут облегчить передачу сигнала от релейных нейронов к центральным структурам (см. ссылки).

В работе Abraham et al. (2004) оценивали времена различения и их зависимость от сходства стимулов для того, чтобы определить (проверить) временные и пространственные модели представления запахов у мышей. В работе определялась точность и время различения для простых мономолекулярных запахов и смесей запахов. Мыши определяли простые запахи с точностью выше 95%. Бинарные смеси, вызывающие высоко перекрещивающиеся пространственоо-временные паттерны в ОЛ, различались одинаково хорошо. Однако, если простые запахи определялись менее, чем за 200 мс, то мышам требовалось на 70 – 100 мс больше, чтобы различить высоко сходные бинарные смеси. Даже очень близкие стимулы распознавались с высокой точностью, но за счет скорости. Это означает, что различение запахов у мышей быстрое и зависит от стимула. Таким образом, нейрональные механизмы, которые вовлекаются, необходимы только для короткой эпохи специфических для одорантов пространственно-временных репрезентаций, чтобы достичь быстрого различения непохожих запахов. Однако необходима впеменная интеграция, чтобы различить высоко сходные запахи.

200 мс – это время, которое требовалось для задержек, связанных с воздушным потоком к ОЭ и через него, обработкой обонятельной информации, инициацией двигательных реакций и выполением двигательной активности. Время задержки, связанное с аппликацией запаха, = 10 – 20 мс, по оценке скорости потока и расстояния от места выхода одоранта до кончика носа мыши. К вкладу более высоких отделов головного мозга мыши и двигательному компоненту системы добавляют еще 30 – 50 мс. Таким образом, от сигнальной трансдукции и интеграции на уровне обонятельных клеток через обработку информации в ОЛ до процессов анализа в обонятельной коре обонятельная цепочка может дрстигать различения запаха менее, чем за 150 мс. Таким образом, видно, что скорость обонятельной сенсорной системы, определенная у мышей, совпадает с временами реакций, определяемых в других сенсорных системах (). Это означает, что времена реакции порядка 100 мс – это оcновное свойство сенсорных систем.

Результаты их исследований показали, что смеси запахов активируют пространственно высоко перекрывающиеся паттерны в ОЛ мышей. Показали, что ответы в ОЛ на смеси были слабее, чем на чистые запахи, и гораздо больше похожи друг на друга. Различать смеси из 2-х одорантов сложнее, чем простые одиночные запахи. Результаты показывают, что обонятельнгая система требует на 100 мс больше времени для точного различения очень сходных стимулов по сравнению с различением несходных стимулов что сходно с временами реакций в других сенсорных системах.

(Touhara, Vosshall, 2009 - обзор). Митральные клетки проецируют свои аксоны в ольфакторную кору через латеральный обонятельный тракт (). Классические нейроанатомические tracing исследования показали, что области в первичной обонятельной коре, получающие вход из ОЛ (прямые проекции), включают:

- 1) переднее обонятельное ядро

- 2) taenia tecta

- 3) обонятельный бугорок (olfactory tubercle)

- 4) грушевидная кора (piriform cortex)

- 5) переднее кортикальное амигдалярное ядро (anterior cortical amygdaloid nucleus)

- 6) заднелатеральное кортикальное амигдалярное ядро

- 7) энторинальная кора.

У млекопитающих каждая из кортикальных подобластей передает информацию в различные области мозга. В частности – в орбитофронтальную кору, в которой осуществляется переработка обонятельной информации. Гипоталамус получает входы из областей 2, 1, 4.

(Обзор Zelan C., Sobel N., 2005). Кортикальная обработка информации.

Основные данные по анатомии обонятельной коры млекопитающих получены главным образом при исследовании грызунов. У этого вида животных митральные и tafted клетки в ОЛ проецируют непосредственно и ипсилатеоально посредством обонятельного тракта в кору. Существует небольшое количество контрлатеральных связей, большинство из которых проецирует через переднюю комиссуру (). Первичную обонятельную кору определили как всб область мозга, которая принимает прямой вход из ОЛ (Price, 1990). Она состоит из:

- переднего обонятельного ядра;

- tenia tecta=

- пириформной коры;

- переднего кортикального амигдалярного ядра;

-пириамигдалярной коры;

- энторинальной коры ().

Каждая из этих кортикальных субобластей посылает информацию в различные области мозга (РИС., на который уже есть прозрачка). Переднее обонятельное ядро проецирует в контрлатеральную и ипсилатеральную пириформную кору, а также назад в контрлатеоальную и ипсилатеральную ОЛ. Обонятельный бугорок (tubercl) проецирует главным образом в дорзомедиальное ядро таламуса. Это единственная область в обонятельной коре, которая не проецирует обратно в ОЛ. Пириформная кора – самый большой приемник бульбарного входа, проецирует в дорзо-медиальное ядро таламуса, имеет прямые связи с широким пространством орбито-фронтальной коры и имеет также реципрокные связи, проецирующие обратно в ОЛ. Энторинальная кора проецирует главным образом в в гиппокамп и также обратно в ОЛ. Амигдала проецирует главным образом в гипоталамус, и, с другой стороны, обратно в ОЛ.

Таким образом, обонятельная кортикальная организация отличается от кортикальной организации других дистальных сенсорных систем. Во-первых, это наличие прямых проекций от сенсорных нейронов II порядка в кору без таламического переключения. В широком смысле таламус служит воротами для сенсорной информации, требующей включения внимания и пробуждения (). Для обоняния этот процесс может выполняться на уровне пириформной коры. Во-вторых, центрифугальные связи посылаются до уровня ОЛ.

Показано (на грызунах), что разнообразие информации, связанной с обонянием, представлено во многих субобластях обонятельной коры. Одно из ведущих мест принадлежит пириформной коре, где сосредоточены нейроны, которые отражают многочисленные аспекты запаха. Методом прижизненной гистохимии и на трансгенных мышах показно, что пириформная кора сохраняет топогорафическую организацию пространственного кодирования запаха, которое возникает в гломерулах ОЛ (). То есть в пириформной коре выявили наличие пространственной организации, или кластеобразование, нейронов передней пириформной коры, возникающее от одоного типа обонятельных рецепторов у мышей (). Показано, что разные одоранты выявляют различные, но перекрывающиеся представительства, которые консервативны у особей (). Следовательно, пространственное представительство одорантов в ОЛ может сохраняться в обонятельной коре. Полагают, что пириформная кора предназначена нлавным образом как область мозга, выполняющая выбор признака одоранта. В пириформной коре оценивается информация о смесях запахов. Считают, что пириформная кора вовлекаетсяв ассоциативные, поведенческие процессы и в процессы, связанные с памятью (). Для обонятельной коры и других кортикальных обонятельных областей предложена гипотеза (), согласно которой ОЛ функционирует как первичная обонятельная кора, кодирующая такие молекулярные свойства молекул одорантов, как функциональные группы. Переднее ольфакторное ядро функционирует как вторичная ольфакторная кора, создающая представление об отдельных одорантах. Пириформная кора функционирует как обонятельная ассоциативная кора, запоминающая и сохраняющая связи между предствительствами одорантов из передней обонятельной коры и поведенческой и контекстуальной информацией, получаемой через многочисленные связи с орбито-фронтальной корой, энторинальной корой и амигдалой.

(Обзор Zelan C., Sobel N., 2005). ОЛ человека. Обонятельные клетки из эпителия посылают свои аксоны в составе обонятельного нерва на гломерулы в ОЛ. Каждая обонятельная клетка соединяется со своей гломерулой, а каждая гломерула связана с обонятельноыми клетками, экспрессирующими только один тип рецептора (). Кроме входа из обонятельных клеток митральные и tafted клетки получают обширный центрифугальный вход из центрального мозга, и многочисленные локальные интернейроны образуют связи между клетками внутри ОЛ.

Прижизненное исследование ОЛ у человека методически сложно. На сегодняшний день известно одно исследование реакции в ОЛ человека в ходе нейрохирургической операции, включающее необходимое воздействие на ОЛ и нервный тракт (). Авторы наблюдали «фоновый ритм» ОЛ человека, который изменялся при предъявлении одорантов.

Основные данные по анатомии обонятельной коры млекопитающих получены главным образом при исследовании грызунов. На человеке только 1 работа – Eslinger et al. (1982).

Обзор Zelan C., Sobel N. (2005). Обонятельная кора человека.

Исследования проводились с помощью функционального магнитного резонанса (fMRT) и позитронной эмиссионной томографии (PET). Результаты, полученные таким образом на человеке, очень важны, так как на животных такие исследования проводить невозможно, поскольку они находятся под наркозом. Вместе с тем, нейрональную активность можно связать с результатами индивидуального восприятия, связанного характеристиками одоранта при близких к природным условиям стимуляции и в отсутсиве анастезии. Таким образом определяется не только локализация обработки информация в мозгу, но и механизм кодирования обонятельной информации у человека.

Пириформная кора. Показана ее функциональная гетерогенность. Так, височная пириформная кора чаще активируется, чем фронтальная в ответ на пассивную стимуляцию одорантами. Реакция в передней части фронтальной доли связана с гедоническим значением одоранта. Кроме того, на активность фронтальной пириформной коры (а не в височной) влияет внимание, посредством которого ожидание запаха значительно модулирует паттерны активности в этой области мозга (). Следующее доказательство функциональной гетерогенности – только височная область пириформной коры содержит раздельные представительства каждой ноздри (). Таким образом, на переработку информации в височной области пириформной коры не влияет состояние внимания, гедонический характер стимула, но сильно влияет вход в ноздрю. На активность фронтальной пириформной коры и бугорок большое влияние оказывают состояние внимания и гедонический тон одоранта. Показано, что у человека пириформная кора также участвет в процессах образования обонятельных ассоциация и памяти.

Амигдала и энторинальная кора.

Переднее кортикальное ядро и периамигдалярная кора принимают прямые проекции из ОЛ и посылают информацию назад в ОЛ. Роль амигдалы в обонянии обычно усматривают в соответствии с ее положением в лимбической оси и ее явной специализацией в обработке информации об ужасных (страшных, пугающих) и отвратительных стимулах (). Однако более строгий анализ показал, что амигдала оценивает интенсивность запаха, а не пренадлежность его к приятному или неприятному. Энторинальной коре также приписывают специфическую роль в кодировании интенсивности одоранта, но такое исследование всего одно.

Орбито-фронтальная кора человека.

Это основной приемник ольфакторной проекции через прямой путь из дорзо-медиального ядра таламуса. Пациенты с поражением этой области коры проявляют ухудшение обоняния. Эта область коры главным образом играет роль в кодировании reward (награда, вознаграждение) и гедонического опыта (). Так, у человека регистрировали изменения в активности коры с помощью fMRI в ответ на одорант банана и ванилина до и после поедания банана до сытости. В то время как до потребления банана запах ванили продолжал индуцировать увеличение активности, запах банана снижал активность ниже исходного уровня. Таким образом, видно, что орбито-фронтальная кора играет роль в эмоциональном кодировании и кроссмодальной интеграции ().

Орбито-фронтальная кора является единственной негомогенной структурой. Эта область состоит из нескольких анатомических и цитоархитектонических субобластей, а последние данные fMRI-анализа показали их специфичность.

В восприятие запахов вовлекаются также и неклассические ольфакторные области: левый островок (insula) и правый мозжечок, а также правый caudate и subiculum. Запоминание запаха вовлекает пириформную кору, височную и теменную кору, левый островок и правый мозжечок. Мозжечок связывают чаще с моторной функцией. При этом активность передней части связана с нюханием (втягиванием носом) без учета самого запаха. Наличие ооанта отражает активность задней латеральной области. Причем от носа к мозжечку существет перекрестный путь. При повреждении мозжечка снижается обоняние, а с возрастом одорант-индуцируемая активность в мозжечке снижается (). Эти данные доказывают участие мозжечка в обонянии. Таким образом, различные обонятельные функции опосредуются и перекрывающимися областями и областями, которые специфичны для каждой задачи.

Показно, что в мозге человека существуют разные отделы, которые обрабатывают информацию о запахе, поступающей через нос (внешиние стимулы) и через рот (связанные с применямой пищей).

Одоранты активируют нейроны и в гипоталамусе. Гипоталамус получает вход из нескольких участков обонятельной коры, включая амигдалу и глубоко погруженные клетки в пириформной коре. Роль гипоталамуса у человека менее ясна, чем у других млекопитающи, у которых туда посылается вход из ДОЛ.

Есть данные, показывающие, что обоняние такого одоранта, как андростадиенон, который является производным тестостерона, продуцируемого у человека секрецией подмышечных впадин, и присутствующих у мужчин в кнцентрации в 20 раз больше, чем у женщин, активирует гипоталамус у женщин, но не у мужчин. У мужчин эта область активируется эстрогенами. То есть существет секс-специфический паттерн гипоталамической ативности. Оказалось, что для мужчин гомосексуалистов характерна активация гипоталамуса андростадиеноном (). Таким образом, существует физиологический субстрат для реакции, основанной на сексуальном предпочтении, опосредуемой у людей гипоталамусом. Здесь регистрируется также активносиъть в зависимости от приятности запаха, а не его интенсивности.

Одорант-индуцируемую активность у человека регисирировали также в постериорной париетальной доле, что связывают со зрительной визуализацией объектов, связанных со специфическими запахами ().

Нарушения обонятельной коры.

Пациенты с повреждениями, включающими медиальные височные доли, часто имеют нормальные пороги обонятельной чувствительности и способны различать запахи по их интенсивности (), но не распознают запахи, а также теряют обонятльную память (). При повреждении орбито-фронтальной коры проявления аналогичны выше описанным.

Таким образом, обработка информации в ОЛ может быть достаточной для различения одорантов, а более поздние кортикальные структуры вовлекаются только в обработку информации боле высокого порядка. Вместе с тем, в процессе различения и идентификации одорантов ключевая роль принадлежит вентральным отделам височных структур.

Этиология, патогенез, клиника и классификация дизосмии.

В работе Овчинникова Ю.М и др. (1999) рассматривается этиология и патогенез обонятельных расстройств. Сказано, что расстройства, обусловленные изменениями в полости носа (полипы, новообразования, искревление перегородки носа, увеличение объема носовых раковин), механически затрудняющие или препятствующие доступу пахучих веществ в обонятельную область. Это т.н. респираторная или кондуктивная гипо-аносмия.

При хронических воспалительных заболеваниях полости носа поражаются также и рецепторные клетки. Нейросенсорные расстройства обоняниявозможны за счет: периферического поражения обонятельных клеток; периферического поражения обонятельных нервов; центральных нарушений. Поражение первичных обонятельных образований уровня передней черепной ямки ведет к гипо- или аносмии. Поражение вторичных обонятельных образований (височная доля мозга) приводит к нарушению идентификации запахов, гиперосмии, обонятельным галлюцинациям.

90% нейросенсорных расстройств приходится на долю поражения рецепторного аппарата ОА, 5% - поражение ОН и 5% - поражение центральных отделов.

Причины поражения рецепторного аппарата: травма обонятельной зоны, воспалительный процесс, лекарственная интоксикация, генетическая мутация, недостаточность Вит. А и В₁₂, интоксикация солями тяжелых металлов (кадмий, Pb и ртуть), вдыхание паров раздражающих веществ и т.д.

В этимх случаях нарушается молекулярный механизм обонятельной рецепции, а также синтезируются пептиды, угнетающие активность рецепторных клеток. Нарушение молекулярных механизмов обоняния связано с эндокринной патологией (болезнь Аддисона, синдром Кушинга), в том числе на фоне лечения антитиреоидными препаратами, при назначении радиоактивного йода. Обоняние нарушается под действием цинка.

КОДИРОВАНИЕ КАЧЕСТВА ЗАПАХА

В работе Ache B.W. and Young J.V. (2005) приводится мнение о том, что одоранты кодируются по комбинаторному способу (дается рисунок 6), который консервативен в эволюции обоняния. Оно основано на данных Malnic et al. (1999). По мнению авторов, кодирование качества запаха происходит по механизму “меченой линии” (нейроны предназначены для специфического одоранта).

Роль BBS протеина в обонянии

В работе Kulaga et al. (2004) исследовали роль BBS протеинов в причине возникновения аносмии у человека и дефектов в структуре и функции ОЖ у крыс. Авторы полагают, что плейтотропные фенотипы синдрома Bardet-Biedl (BBS), который заключает в себе дегенерацию сетчатки, ожирение, недоразвитие почек и limb и задержку развития, обусловливаются дисфункцией базальных телец и ОЖ (6, 7). В данной работе авторы показали, что индивидуумы с BBS обладают частичной полной аносмией. Чтобы проверить, вызывается ли этот фенотип дефектами ОЖ в обонятельных клетках, авторы исследовали мышей с делециями Bbs1 или Bbs4. Потеря функции одного из протеинов влияет на ОЭ, но не на дыхательный, вызывая сильное снижение каймы, покрытой ОЖ, дезорганизацию микротубулярной сети дендритов и остановку (trapping) обонятельных протеинов в дендритах и клеточных телах. Данные работы показывают, что BBS протеины играют важную роль в организации микротрубочек в цилиарных клетках млекопитающих.

BBS вызывается мутацией, по крайней мере, в восьми локусах, 7 из которых идентифицированы (6, 8, 14). Показано, что BBS4, BBS5 и BBS8 локализуются на базальном тельце культивированных клеток и на цилиарной кайме в ткани (6, 7, 10). Кроме того, все известные ортологи BBS протеинов млекопитающих экспрессируются специфически в цилиарных сенсорных нейронах у Caenorhabitis elegans (6, 10), повышая вероятность того, что разрушение этих протеинов приведет к цилиарным дефектам.

Обонятельные клетки – пример высокоспециализированной цилиарной клетки, в которой апикальный отросток заканчивается сложной структурой, булавой, содержащей множество базальных телец (15). 8 или больше ОЖ вытягиваются из булавы и простираются более, чем на 60 мкм в слизь. При условии, что BBS протеины локализуются в ОЭ (6, 7), авторы предположили, что если в основе BBS лежат цилиарные дефекты, то у индивидуумов с BBS структура ОЖ и сенсорная функция должны подвергаться риску. Чтобы проверить эту гипотезу, оценивали 19 пациентов с BBS из 14 неродственных семей с помощью 12-вопросного теста по идентификации запахов. 47% индивидов с BBS были полностью или частично аносмичны. Следовательно, обоняние у лиц с BBS резко подвержено риску. С BBS также ассоциируются рецидивные отиты и синуситы (19).

Чтобы найти молекулярные механизмы, лежащие в основе предполагаемых дефектов ОЖ, авторы анализировали структуру и функцию ОЭ и соседнего респираторного эпителия у мышей с устранениями Bbs1 и BbS46, для чего разрушали определенные гены. Обе линии мышей (Bbs1 и Bbs4) отклонялись от средних соотношений, причем 40 – 50% эмбриональная летальность проявлялась на 10,5 эмбриональный день в виде частично реабсорбированных эмбрионов. В соответствии с моделью олигогенной причинности (18, 20), Bbs1-null и Bbs4-null мышь и имели значительную фенотипическую вариабильность. Ни одна из нулевых мышей не имела полидактилии, недоразвития почек и печени или situs inversus. Все нулевые мыши были карликовыми при рождении (весом на 30 – 50% меньше, чем помет); к 10 неделе около 10% мышей стало ожиревшими и у 30% развилась дегенерация сетчатки.

В работе у Bbs1^-1- и Bbs4^-1- мышей исследовали, нарушается ли распределение протеинов, которыми богаты ОЖ. ОЭ иммуноокрашивали антителами, специфическими для АЦ III. Показали, что интенсивность окрашивания в цилиарном слое у мышей дикого типа была ожидаемой, тогда как она была заметно более низкая в ОЭ Bbs1^-1- и Bbs4^-1- мышей. Авторы наблюдали специфическое окрашивание в апикальных дендритах нулевых, но никогда в дендритах мышей дикого типа. Второй протеин сигнальной трансдукции, обогащенный в ОЖ, G_γ13, отсутствует в ОЖ Bbs1^-1- мышей и значительно меньше его у Bbs4^-1-, но интенсивность окрашивания G_γ13 в аксональном пучке, который лежит в основании базальной пластинки, в каждом случае был сходен с контрольными мышами дикого типа. Иммунореактивность G_γ13 была значительно выше в клеточных телах и дендритах обонятельных клеток в ОЭ у Bbs1^-1- и Bbs4^-1- мышей, чем в ОЭ мышей дикого типа.

Специфический для обоняния липид-переправляющий протеид SLP3 ограничивается апикальным дендритом и ОЖ обонятельных клеток и может вовлекаться в цилиогенез и транспорт компонентов трансдукции к их апикальному месту действия (23). В ОЭ у Bbs1^-1- и Bbs4^-1- мышей SLP3 истощается из цилиарного слоя и соседних булав. А именно, протеин, по-видимому, заметно снижает активность у нулевых мышей.

Отсутствие ACIII, G_γ13 и SLP3 в ОЖ нулевых мышей можно объяснить результатом специфического дефекта в локализации этих протеинов или неспособностью у Bbs1^-1- и Bbs4^-1- мышей к полному развитию ОЖ. Чтобы разобраться между этими случаями, авторы проверяли целостность структурных цилиарных компонентов путем окрашивания coronal срезов носового эпителия антителами к ацетилированному α-тубулину. В отличие от мышей дикого типа, которые демонстрировали рельефное окрашивание, дистальное по отношению к булаве, ОЖ нулевых мышей истощены стабильными микротрубочками, а цилиарноый слой заметно тоньше. Кроме того, в то время как микротубулярные пучки в дендритах обонятельных клеток у мышей дикого типа были прямыми апикальными проекциями к люминальной поверхности, Bbs1^-1- и Bbs4^-1- мыши имели искривленные апикальные дендриты. А именно, РСМ, протеин, который требует BBS4 для организации микротубулярной лучистости (radiation) in vitro (7), также был неправильно локализован у нулевых мышей. У Bbs1^-1- мышей PCM1 задерживается в теле обонятельной клетки и коррелирует с неорганизованной микротубулярной сетью дендрита, тогда как у Bbs4^-1- мышей РСМ1 ограничивается булавой, что коррелирует с более короткими микротубулярными пучками дендрита.

Для проверки целостности булав авторы исследовали локализацию γ-тубулина, специфического маркера базального тельца. Опыты не выявили различий в булавах у нулевых и контрольных дикого типа мышей. Это означает, что наблюдаемые искривления в дендритах возникали не в результате отсутствия базальных телец. Авторы проверяли статус ресничек соседнего респираторного эпителия. У нулевых мышей он не отличается от нормального эпителия мышей дикого типа. Таким образом, потеря BBS1 и BBS4 протеинов приводит в результате к потере структурных и неструктурных компонентов ОЖ из апикальной поверхности, при этом только короткие ОЖ способны к трансдукции сенсорной информации.

Предположили, что Bbs1^-1- и Bbs4^-1- мыши, имеющие свойственные им гистологические фенотипы, являются аносмичными. Для проверки предположения проверяли способность ОЭ у Bbs4^-1- мышей реагировать на стимуляцию одорантами (ЭОГ, одорант - гептальдегид). Выбор этих нулевых мышей связан с тем, что у них, вероятно, сохраняются умеренные концентрации правильно локализованных АЦ III, G_γ13 и SLP3 по сравнению с Bbs1^-1- мышами. В отличие от мышей дикого типа, используемый тип нулевых мышей проявили условную реакцию на стимул даже при самой высокой концентрации этого одоранта. Сходные результаты получали и на другие одоранты (гептанол, цинеол, амилацетат, фенилэтилалкоголь, hexanol, citronellal et al.). Вывод – структурные дефекты в ОЖ и апикальных дендритах приводят к функциональной потере (или тяжелому ухудшению) ольфакторной функции. Полученные результаты коррелируют с психофизиологически определяемой аносмией у людей с BBS и специфическими электрофизиологическими и клеточными дефектами на модели мышей.

Кроме того, из результатов следует, что аносмия является новым клиническим проявлением BBS, и что потеря функции BBS1 и BBS4 приводит к структурным и функциональным дефектам в ОЭ мышей. Следовательно, в основе плеотропного BBS фенотипа лежат дефекты ОЖ. Прежние in vitro исследования авторов также показали, что подавление BBS4 mRNA вызывало заметную дезорганизацию центросомальных микротрубочек (7). Наблюдаемый фенотип нулевых мышей указывает на то, что такая дезорганизация влияет на 2 дескретные структуры. Организация цилиарных аксонем в виде маленьких и нестабильных микротрубочек в ОЖ сильно нарушается, микротубулярная организация дендритов также разрушается, хотя не полностью уничтожается. Это означает, что потеря функции BBS протеина ингибирует интрафлагеллярный транспорт посредством движения моторных частиц вдоль цилиарных аксонем (25) и транспорт в цитоплазме дендритов, зависимый от микротрубочек.

Известен Х-сцепленный синдром Kallmann (OMIM 308700), который характеризуется связью гипогонадотропного гипогонадизма и аносмии. В работе Gonzalez-Martinea et al. (2004) исследовали влияние аносмина на рецептор фактора роста. В своей работе авторы впервые дают описание определенного молекулярного механизма функции аносмина-1 и дает представление о том, как регулируется и тонко приспосабливается FGFR1 сигнализации в период развития обонятельной и GnRH системы. Из работы следует, что в основе этого синдрома лежит мутация гена KAL1. Ген KAL1 кроме мозжечка, спинного мозга, почек и сетчатки экспрессируется в ОЛ. Он кодирует синтез протеина, называемого аносмин, который представляет собой секретируемый гликопротеин, связанный с внеклеточным матриксом (ECM) и играет ключевую роль в миграции нейронов, экспрессирующих гонадотропин-высвобождающий гормон, и обонятельного нерва к гипоталамусу (26). Аносмин включает N-терминальную область, богатую цистеином, 4 дисульфидных центральных мотива, подобных кислому протеину сыворотки (WAP) и 4 тандемных поворота типа фибронетктина Ш типа, за которым следует богатый гистидином С-конец. Аносмин-1 функционирует как молекула клеточной адгезии или локального guidance (управления), стимулирующая у грызунов ветвление аксонов от explants ОЛ () и активирующая клеточную адгезию и рост нервов в экспениментах с кокультурами ().

В своей работе эти авторы указывают, что недавно идентифицировали рецептор-1 фактора роста фибробластов (FGFR1), член семейства рецепторных тирозинкиназ, как KAL-2, предполагаемый аутосомный-KS (A-KS) ген (). Доказано, что сигнальный путь, активируемый FGFR, вовлекается в органогенез. В ходе нейронального развития факторы роста фибробластов через свои рецепторы обеспечивают высоко локализованный и регулируемый путь сигнализации. В назальном эпителии обнаружена высокая cоэкспрессия факторов роста фибробластов и их FGFR1. Вместе с тем разрушение гена Fgfr1 у мышей вызывает недоразвитие ОЛ. Показно (), что для осуществления биологических функций аносмину-1 и FGFR1 требуются гепарон-сульфатные протеогликаны (HSPGs). HS необходим для образования комплекса фактора роста фибробластов со своим рецептором (FGFR1) и активации этого рецептора (), а также для обеспечения биологического действия аносмина-1. Аносмин-1 диффундирует и связывается с поверхностями соседних клеток только в присутствии HSPG (). В работе показано, что взаимодействие аносмина-1 с FGFR1- FGF2- HSPG на клеточной поверхности усиливет ответ FGFR1- сигнального пути на действие эндогенного FGF2, приводя в результате к длительному фосфорилированию p42/p44 и p38 MAPKs. То есть через эти киназы осуществляется действие аносмина-1. Следовательно, для роста нейритов необходимо активация MAPKs, индуцируемая аносмином-1.

В работе показано также, что аносмин-1 вызывает реорганизацию актинового цитоскелета в исследуемых FNC-B4 клетках через Cdc42 – Rac1 путь. Для роста нейритов и нейрональной миграции необходима полимеризация F-актина, чтобы регулировать вытягивание передней клеточной мембраны. Основными регуляторами полимеризации актинового цитоскелета и эффекторными молекулами, которые активируются через FGFR1, являются GTPазы Rho-семейства. Таким образом, ясно, что аносмин-1 увеличивает изменения, связанные с нейрональной дифференцировкой, в FNC-B4 клетках путем активации FGFR1 и его последующего сигнального пути. FCN-B4 клетки – первичная культура нейробластов, происходящая из ольфаторного нейроэпителия эмбриона человека. Эти клетки экспрессируют несколько ольфакторных и нейронспецифических маркеров, включая нейрофиламент, N-CAM, NSE (нейрон-специфическая энолаза человека), OMP (ольфакторный маркерный протеин), G_olf α (α-субъединица специфического для обоняния ГТФ-связывающего белка), cng-канал, Olf-1 (фактор-1 обонятельной транскрипции) (). Они также экспрессируют GnRH и рецептор к GnRH и реагируют на аутокринную стимуляцию GnRH (). Поэтому они являются премиграционными нейрональными клетками предшественниками, которые сохраняют свойства обонятельных клеток и GnRH нейронов.

В работе говориться о том, что известно, что в ходе раннего эмбрионального развития ольфакторные аксоны и GnRH нейроны перемещаются через разные эмбриональные компартменты и испытытвают различные морфологические и физиологические изменения. Известно, что протеины внеклеточного матрикса (ЕСМ), молекулы клеточной адгезии, факторы роста и факторы хемотаксиса участвуют в регуляции поведения и морфорлогии нервных клеток, таким образом, детерминируя, как клетка будет отвечать на свое окружение. Предположили, что аносмин-1 является молекулой адгезии для различных нейрональных и ненейрональных типов клеток и может модулировать рост нейритов по пути, специфическому для типа клеток (). Предположили, что HS выполняет функцию кофактора, стабилизирующего связывание аносмина-1. В работе показали, что аносмин-1 действует как специфический для FGFR1 модуляторный колиганд, который физически взаимодействует с FGFR1-FGF2-HSPG-комплексом и усиливает последующие сигнальные ответы. В ольфакторных GnRH нейробластах эмбриона человека активация FGFR1-пути посредством аносмина-1 индуцировала рост нейритов и реорганизацию цитоскелета. Это возникало через длительное фосфорилирование MAPKs и активацию Cdc42/Rac1. Показано, что действие аносмина-1 является специфическим по отношению к FGFR1 IIIc-изоформе. Наблюдения авторов, выполненных in vitro, в дальнейшем подтвердились в исследованиях in vivo. Они показали, что аносмин-1 и FGFR1 присутствуют в OP области, где лежат первые GnRH нейроны. Позже, на 7 неделе, когда OP развивается в ОЭ, а GnRH нейроны уже мигрировали, в ОЭ не наблюдали экспрессию аносмина-1 и FGFR1. Однако через неделю экспрессию аносмина-1, FGFR1 и GnRH обнаружили в клетках TN области. На 5-й неделе onward эмбрионального развития эспрессия аносмина-1 выявляется в ОЛ. Его определяли также в медиальных стенках примитивных медиальных полушарий в пределах латеральных миграционных путей GnRH-высвобождающих нейронов (). У мускусной землеройки аносмин-1 находят не только в ОЛ, но и в ОЭ, фронтальной области вдоль экстрацеребрального пути ольфакторных, вомероназальных и TN волокон, которые ассоциируются с мигрирующими GnRH нейронами (). Имеющиеся данные означают, что существет факультативная или инструктивная роль FGFR1/GnRH нейрональной организацией. Следвательно, в патогенез KS вносит вклад назрушение сигнальных путей при взаимодействии между ансмином-1 и FGFR1. При Х-сцепленной форме этого расстройства раннее развитие GNRH и обонятельных нейронов оказывается интактным. Это означает, что фенотип заболевания представляет более поздний онтогенез ОЛ/GnRH нейронов. Поэтому, возможно, что аносмин-1/FGFR1 сигнальные события, установленные авторами, похожим образом вовлекаются в правильный гистогенез ОЛ и/или установление нейрональных связей между обонятельными клетками и митральными клетками в ОЛ. Аносмин-1-опосредованная FGFR1-сигнализация может также вовлекаться в выживаемость и пролифирацию митральных клеток, а также рост коллатералей от касонов митральны и tafted клеток к обонятельной коре ().

Аонсмин-1 – это первый протиен человека, идентифицированный как положительный регулятор FGFR1- cигнализации через механизм, специфический для изоформы, потеря которого ассоциируется с клиническими нарушениями. До сих пор известны несколько факторов, которые увеличивают активность FGFR1 путем внеклеточного взаимодействия с эктодоменом этого рецептора (). Sef () и XELRT3 () являются трансмембранными протеинами, содержащими внеклеточные FnIII домены. Sef, впервые идентифицированный у зебрафиш, ингибирует FGFR-сигнализацию посредством предотвращения фосфорилирования FRS2, Sef-b, цитоплазматической изоформы, блокирует активность МЕК. С другой стороны, XFLRT3 ускоряет у Xenopus FGF8 сигнализацию через взаимодействие с FGFR1, опосредованное доменом FnIII. Эти молекулы могут вносить дополнительные уровни сложности в сети молекул, вовлекаемых в регуляцию FGFR сигнальной трансдукции в ходе развития.

Данные, полученные авторами на FNC-B4 клетках (Gonzales-Martines et al., 2004), показывают, что аносмин-1- и FGF2-опсредованная FGFR1-сигнализация приводит в результате к длительному фосфорилированию MAPK, которое длится в течение нескольких часов. MAPK-путь вовлекается в рост нейритов у различных линий нервных клеток (). В РС12-клетках именно длительное фосфорилирование р42/44 может индуцировать задержку роста и дифференцировки.

В ходе дифференцировки нейронов клеточную подвижность на основе актина регулирует Rho- семейство маленьких GTPаз. Обычно Cdc42 и Rac1 индуцируют, а RhoA ингибирует рост нейритов. Установлена специфическая для нейрона экспрессия и ассоциация с клеточной мембраной PAK1, последующего эффектора Rac1 и Cdc42, который индуцирует изменения цитоскелета и его роль в процессе роста и поведении нейритов (). Авторы статьи показали, что в FNC-B4 клетках, на которые подействовали аносмином-1, активируются Rac1 и Cdc42 и связываются с РАК1. Это означает, что эти эффекторные пути могут вовлекаться в реорганизацию F-актина, индуцируемую аносмином-1, и рост нейрита.

Кроме того, аносмия отмечена у людей с различными нейрологическими расстройствами, включая болезнь Альцгеймера и болезнь Huntington (27).

Назо-энцефалический барьер

В работе Овчинникова Ю.М. и др. (1999) пишется, что обонятельные клетки – потенциальные ворота для различных, в том исле и вредных, веществ, которые через волокна ОН, минуя гемато-энцефалический барьер, могут попадать в ЦНС. Например, частицы колллидного золота, ферритин и вирус herpes simplex, вводимые в нос обезъянам, через 30 мин. обнаруживались в аксонах в составе fila olfactoria, а через 1 час – в гломерулах и дендритах митральных клеток ОЛ. В последующих экспериментах показали: различные красители, пептиды, вирусы обнаруживались в различных отделах мозга, посылающих центробежные волокна в ОЛ, но не получающих из нее прямых проекций. Полагают: в норме должен существовать «назо-энценфалический барьер», который может нарушаться, в результате чего веществап проникают в мозг. Однако свойства этого баоьера и причины его патологии не изучены.