Хеморецепция

Хеморецепция (от хемо... и рецепция) — это восприятие химических веществ, существенных для жизнедеятельности организма, одноклеточным существом или специализированными клетками (хеморецепторами) многоклеточного организма. Воспринимаемые вещества находятся во внешней по отношению к рецепторной клетке среде.

Первичный процесс хеморецепции заключается во взаимодействии молекул химического раздражителя со специальным хеморецепторным белком, встроенным в клеточную мембрану. Это эволюционно наиболее древний вид рецепции, свойственный всем живым организмам.

У большинства животных различают два основных типа хеморецепции:

• Интерохеморецепция — обеспечивает анализ химического состава внутренних сред организма (например, крови, лимфы). К ней относится восприятие гормонов, нейромедиаторов, антигенов и других сигнальных молекул.
• Экстерохеморецепция — отвечает за восприятие химических раздражителей из внешней среды.

У высокоорганизованных животных на основе экстерохеморецепции развились специализированные органы химического чувства — обоняние и вкус. Чёткое морфологическое и функциональное разделение этих двух систем характерно для позвоночных и некоторых беспозвоночных (например, насекомых).

Кроме того, выделяют общее химическое чувство — малоспециализированный тип хеморецепции, обеспечивающий чувствительность покровов тела (особенно слизистых оболочек) к едким или раздражающим веществам (например, аммиаку, перцу).

Значение хеморецепции для животных трудно переоценить. Она играет ключевую роль в:

• Поиске пищи и воды.
• Избегании хищников или неблагоприятных факторов среды.
• Нахождении и узнавании полового партнёра.
• Распознавании особей своего вида (и чужаков).
• Пространственной ориентации (например, по запаховым меткам).

Особенно велика роль хеморецепции в жизни насекомых, где химическая коммуникация (феромоны, алломоны, кайромоны) может определять большинство поведенческих и физиологических реакций — от поиска кормового растения до регуляции сложной социальной иерархии в семьях общественных видов (муравьёв, пчёл, термитов).

Современный контекст

Современные исследования в области хеморецепции активно ведутся на молекулярном и генетическом уровнях. Установлено, что за восприятие запахов и вкусов отвечают большие семейства рецепторных белков (например, GPCR — рецепторы, сопряжённые с G-белком). Расшифровка геномов различных организмов позволила обнаружить гены, кодирующие эти рецепторы, и показать их огромное разнообразие. Например, у мышей насчитывается около 1000 генов обонятельных рецепторов, а у человека, чьё обоняние считается относительно слабым, — около 400 (хотя большинство из них являются псевдогенами). Изучение хеморецепции имеет важное прикладное значение в медицине (диагностика заболеваний по запаху, нарушения вкуса и обоняния), экологии (поиск вредителей с помощью феромонных ловушек), пищевой и парфюмерной промышленности.