Согласно новому исследованию, опубликованному в американском Журнале Дыхательной Клетки и Молекулярной биологии, у человеческих легких есть рецепторы аромата.Диаграмма подкладки воздушной трассы предлагает как легочные нейроэндокринные клетки (красный) спусковой механизм ответ на вдохнувшие химикаты. Когда химикат (оранжевый треугольник) состыковывается на рецепторе (черном), они сваливают секреторные химикаты (тонкие оранжевые стрелы), которые имеют непосредственный, но локализованный эффект на (синие) мышцы и (розовые) нервы, возможно вызывающие ответы, такие как кашель. Кредит изображения: Йехуда Бен-Шахар.
В отличие от рецепторов в человеческом носу, которые расположены в мембранах нервных клеток, те в легких находятся в мембранах нейроэндокринных клеток. Вместо того, чтобы послать импульсы нерва в мозг, которые позволяют ему чувствовать резкий запах горящей сигареты где-нибудь в близости, они вызывают нейроэндокринные клетки, имеющие форму фляги, чтобы свалить гормоны, которые заставляют воздушные трассы сжать.Недавно обнаруженные клетки, выражающие обонятельные рецепторы в воздушных трассах, называют легочными нейроэндокринными клетками (PNEC). Эти клетки – стражи, охранники, работа которых это должно исключить раздражающие или ядохимикаты.
Когда человек или другое млекопитающее вдыхают, изменчивый поток химикатов более чем два участка специализированной эпителиальной ткани высоко в носовых ходах. Эти участки богаты нервными клетками со специализированными молекулами обязательными с приятным запахом, включенными в их мембраны.Если химикат состыковывается на одном из этих рецепторов, огней нейрона, посылая импульсы вдоль обонятельного нерва к обонятельной лампочке в мозгу, где сигнал объединен с теми от сотен других подобных клеток, чтобы заклинать аромат старой кожаной или сушеной лаванды.
Зная, что болезни воздушной трассы характеризуются аллергией к изменчивым стимулам, ведущий автор исследования доктор Йехуда Бен-Шарар из Университета Вашингтона в Сент-Луисе с коллегами понял, что у легких, как нос, должны быть некоторые средства обнаружения вдохнувших химикатов.Ранее команда в Университете Айовы искала гены, выраженные участками ткани от дарителей пересадки легкого. Они сочли группу снабженных ресничками клеток тем специальным горьким вкусом рецепторы.
Когда нарушающие вещества были обнаружены, удар ресниц более сильно, чтобы вымести их из воздушной трассы.Но так как люди чувствительны ко многим вдохнувшим веществам, не только горьким, команда доктора Бен-Шахара решила посмотреть снова. На этот раз они нашли, что эти ткани также выражают рецепторы аромата, не на снабженных ресничками клетках, но вместо этого на нейроэндокринных клетках, клетках, имеющих форму фляги, которые сваливают серотонин и различные нейропептиды, когда они стимулируются.Подобные фляге легочные нейроэндокринные клетки, которые полны серотонина (запятнанный зеленый здесь) и другие химикаты, расширяют процессы через эпителиальные клетки (фиолетовая) подкладка воздушных трасс, чтобы контролировать химический состав каждого дыхания.
Верхняя часть изображения – представление плана о подкладке воздушной трассы, и нижняя часть – раздел через подкладку. Кредит изображения: Йехуда Бен-Шахар.“Этот имевший смысл. Когда у людей с болезнью воздушной трассы есть патологические ответы на ароматы, они обычно довольно быстры и сильны.
Пациенты внезапно закрываются и не могут дышать, и эти клетки могут объяснить, почему”, сказал доктор Бен-Шахар.“Есть различия между chemosensation в носу и в легком. Клетки в носу – нейроны, каждый с узко настроенным рецептором, и их сигналы нужно соткать вместе в мозгу, чтобы интерпретировать нашу среду аромата”.Клетки в воздушных трассах секреторные не нейронные клетки, и они могут нести больше чем один рецептор, таким образом, они широко настроены.
Вместо того, чтобы послать импульсы нерва в мозг, они затопляют местные нервы и мышцы с серотонином и нейропептидами.Доктор Бен-Шахар добавил: “они возможно разработаны, чтобы выявить быстрый, физиологический ответ, если Вы вдыхаете что-то, что плохо для Вас”.Различные механизмы объясняют, почему познание играет намного более сильную роль во вкусе и запахе, чем при кашле в ответ на раздражитель.
Возможно, например, развивать вкус к пиву. Но никто не учится не кашлять; ответ быстрый и в основном автоматический.
Ученые подозревают, что эти легочные neuroscretory клетки способствуют аллергии пациентов с хронической обструктивной болезнью легких к бортовым раздражителям.Когда ученые посмотрели на ткани воздушной трассы от пациентов с хронической обструктивной болезнью легких, они обнаружили, что у них было больше этих нейросекреторных клеток, чем ткани воздушной трассы от здоровых дарителей.
Ученые надеются, что пути PNEC обеспечат цели наркотиков, которые лучше управляли бы астмой, хронической обструктивной болезнью легких и другими респираторными заболеваниями.