कीमोरिसेप्टर ट्रांसडक्शन और स्वाद तथा गंध का संवेदन

कीमोरिसेप्टर ट्रांसडक्शन रासायनिक उद्दीपनों — लार में घुले हुए या साँस की हवा में मौजूद अणु — को विद्युत संकेतों में बदलने की प्रक्रिया है, जो स्वाद और गंध इंद्रियों का आधार है। यह रिसेप्टर प्रोटीन पर निर्भर करता है जो विशिष्ट रसायनों को बांधते हैं और उस बंधन को झिल्ली धारा में परिवर्तनों से जोड़ते हैं। यह विषय स्वाद और गंध के रिसेप्टर परिवारों और ट्रांसडक्शन तर्क को शामिल करता है।

Definition

कीमोरिसेप्टर ट्रांसडक्शन एक कीमोसेंसरी कोशिका में एक रासायनिक उद्दीपन को विद्युत संकेत में बदलने की प्रक्रिया है, जो रिसेप्टर प्रोटीन — मुख्य रूप से जी-प्रोटीन-युग्मित रिसेप्टर्स और विशेष आयन चैनल — द्वारा मध्यस्थ होती है, जो विशिष्ट अणुओं को पहचानते हैं और कोशिका की झिल्ली धारा को बदलते हैं।

Scope

यह प्रविष्टि स्वाद (मीठा, कड़वा, उमामी, नमकीन और खट्टा) और गंध (बड़ा गंध-रिसेप्टर परिवार) के आणविक रिसेप्टर्स और ट्रांसडक्शन मार्गों, और रासायनिक पहचान को तंत्रिका संकेत में बदलने वाले कोशिकीय संगठन को शामिल करती है। यह संवेदी शरीर विज्ञान में एक संदर्भ विषय है और कोई नैदानिक या आहार संबंधी मार्गदर्शन प्रदान नहीं करती है।

Core questions

• एक रसायन का रिसेप्टर से बंधन विद्युत संकेत कैसे उत्पन्न करता है?
• कौन से रिसेप्टर परिवार बुनियादी स्वाद गुणों और गंधकों की पहचान का आधार हैं?
• विभिन्न स्वाद गुणों और गंध की पहचान को कैसे अलग रखा जाता है?
• आयनोट्रोपिक और जी-प्रोटीन-युग्मित तंत्र कीमोरिसेप्टर्स में कैसे भिन्न होते हैं?

Key concepts

• गंध-रिसेप्टर्स (बड़ा जी-प्रोटीन-युग्मित रिसेप्टर परिवार)
• स्वाद रिसेप्टर्स (T1R और T2R परिवार)
• मीठा, कड़वा, उमामी, नमकीन और खट्टा स्वाद
• जी-प्रोटीन-युग्मित संकेत और द्वितीय संदेशवाहक
• आयनोट्रोपिक ट्रांसडक्शन (जैसे, खट्टा और नमकीन स्वाद)
• स्वाद का लेबल-लाइन संगठन
• गंधों का संयोजनात्मक कोडिंग

Mechanisms

कीमोरिसेप्टर्स समर्पित रिसेप्टर प्रोटीन के माध्यम से अणुओं को पहचानते हैं और उस पहचान को झिल्ली धारा से जोड़ते हैं। गंध में, बक और एक्सल ने जी-प्रोटीन-युग्मित गंध-रिसेप्टर्स के एक बड़े बहुजीन परिवार की पहचान की, जिसमें प्रत्येक संवेदी न्यूरॉन कुछ रिसेप्टर प्रकारों को व्यक्त करता है, ताकि एक गंध को कई न्यूरॉन्स में संयोजनात्मक रूप से एन्कोड किया जा सके। स्वाद में, विभिन्न रिसेप्टर परिवार विभिन्न गुणों की सेवा करते हैं: T1R रिसेप्टर्स मीठे और उमामी को मध्यस्थ करते हैं और T2R रिसेप्टर्स कड़वे को मध्यस्थ करते हैं, ये सभी जी-प्रोटीन-युग्मित होते हैं, जबकि नमकीन और खट्टा अधिक आयनोट्रोपिक तंत्रों पर निर्भर करते हैं, जैसा कि लिंडेमैन, चंद्रशेकर और सहयोगियों, और यारमोलिंस्की और सहयोगियों द्वारा समीक्षा की गई है। रिसेप्टर सक्रियण, चाहे वह द्वितीय-संदेशवाहक कैस्केड के माध्यम से हो या प्रत्यक्ष आयन प्रवाह के माध्यम से, रिसेप्टर कोशिका को विध्रुवित करता है और संवेदी अभिवाही पर ट्रांसमीटर रिलीज या आवेग उत्पन्न करता है। स्वाद प्रणाली काफी हद तक लेबल-लाइन (labeled lines) के साथ व्यवस्थित होती है, जिसमें कोशिकाएं और मार्ग विशेष गुणों के लिए समर्पित होते हैं।

Clinical relevance

कीमोसेंसरी शरीर विज्ञान स्वाद और गंध का आधार है और इन इंद्रियों के विकारों को समझने के लिए एक ढाँचा प्रदान करता है, जिसमें विभिन्न स्थितियों के साथ होने वाली गंध और स्वाद की गड़बड़ी शामिल है। यहाँ की सामग्री शैक्षिक संदर्भ के लिए सामान्य तंत्रों का वर्णन करती है और निदान या उपचार का आधार नहीं है।

Evidence & guidelines

यह विवरण गंध- और स्वाद-रिसेप्टर परिवारों की आणविक पहचान और उनके ट्रांसडक्शन मार्गों के कार्यात्मक अध्ययनों पर आधारित है। ये यांत्रिक अनुसंधान निष्कर्ष हैं; कोई नैदानिक ​​दिशानिर्देश निहित नहीं है।

History

कीमोसेंसेशन का आणविक युग 1991 में खुला जब बक और एक्सल ने गंध-रिसेप्टर जीनों के बड़े परिवार की पहचान की, जिससे गंध पहचान के लिए एक आणविक आधार प्रदान किया गया और बाद में इसे नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया। अगले दशकों में किए गए कार्य ने स्वाद-रिसेप्टर परिवारों की पहचान की और उन्हें विशिष्ट स्वाद गुणों को सौंपा, यह स्पष्ट करते हुए कि मीठा, कड़वा और उमामी जी-प्रोटीन-युग्मित रिसेप्टर्स का उपयोग करते हैं जबकि नमकीन और खट्टा आयनोट्रोपिक तंत्रों पर निर्भर करते हैं, और स्वाद के काफी हद तक लेबल-लाइन संगठन की स्थापना की।

Debates

स्वाद गुणों को कैसे कोडित किया जाता है — लेबल-लाइनें या अक्रॉस-फाइबर पैटर्न?

क्या प्रत्येक बुनियादी स्वाद समर्पित, गुणवत्ता-विशिष्ट कोशिकाओं और मार्गों (लेबल-लाइनें) द्वारा वहन किया जाता है या व्यापक रूप से ट्यून की गई कोशिकाओं में गतिविधि के पैटर्न से पढ़ा जाता है, इस पर बहस हुई है; आणविक और कार्यात्मक साक्ष्य ने बुनियादी गुणों के लिए काफी हद तक लेबल-लाइन योजना का समर्थन किया है, हालांकि एकीकरण केंद्रीय रूप से होता है।

Key figures

• Linda Buck
• Richard Axel
• Charles Zuker
• Nicholas Ryba
• Bernd Lindemann

Seminal works

• buck-axel-1991
• lindemann-2001
• chandrashekar-2006
• yarmolinsky-2009

Frequently asked questions

नाक सीमित रिसेप्टर्स के साथ इतनी सारी गंधों को कैसे पहचानती है?

गंधों को संयोजनात्मक रूप से एन्कोड किया जाता है: प्रत्येक गंधक कई गंध-रिसेप्टर प्रकारों के एक विशेष उपसमूह को सक्रिय करता है, और मस्तिष्क सक्रिय रिसेप्टर्स के परिणामस्वरूप पैटर्न को एक विशिष्ट गंध के रूप में पढ़ता है।

क्या सभी स्वाद एक ही तरीके से ट्रांसड्यूस होते हैं?

नहीं। मीठा, उमामी और कड़वा जी-प्रोटीन-युग्मित रिसेप्टर्स और द्वितीय-संदेशवाहक कैस्केड का उपयोग करते हैं, जबकि नमकीन और खट्टा स्वाद कोशिका झिल्ली में अधिक प्रत्यक्ष आयनिक तंत्रों पर निर्भर करते हैं।