오감의 체계
- 생리적인 활동을 내외부에 서로 연결시키는 작용
생체감각체계를 통하여 이루어짐
- 진화하는 동안에 위기 상황의 인식이나 전달 방법
시각, 청각, 후각, 미각 및 촉각 - 감각체계: 종에 따라 발전 또는 퇴화
- 사람의 감각체계: 신호감지기능을 넘어 마음을 기쁘게 하고 누리는 삶의 질의 향상
문화적 혜택
- 청각: 공격에 대한 감지장치 적을 구별 - 인류 의사소통을 위하여 언어를 발전
- 음의 복잡한 조화를 들어서 기쁜 음악으로 기억시킴 - 후각: 느낌이 좋은 냄새
긍정적으로 어렸을 적의 감정적인 순간의 기억을 자극
- 후각상실 경고성 신호감지 불능
개의 후각 상피세포 사람보다 4배 큼 - 미각: 독성물질과 음식물을 비교 쓴맛,
부패한 식품을 피하고 기본적인 영양을 보충해 줌
즐기고 느낄 수 있도록 하여 생활을 풍부하게 해 줌
- 기계적인 충격, 온도 변화 공기압 적을 인지 - 후각, 미각, 시각
단백질수용체를 이용하는 7TM수용체
- 청각, 기계적인 충격, 압력 이온통로를 활용
후각, 시각 및 맛의 체계
1. 후각의 원리
- 후각 수용체: 물고기는 적은 수용체, 쥐-100개, 사람은 쥐보다 적음
- 후각수용체는 한 개 형태의 냄새 수용체를 가짐
제한된 수만 감지
- 후각수용체세포는 신경과정을 통하여 뇌의 주된 후각지역에 있는 미세부위의 후각구근에 신호
후각수용체의 활성화
사구체를 통하여 뇌에 전달
- 후각 정보처리 복합적인 구도를 형성
냄새의 기억을 회상
- 엑셀과 버크: 후각수용체의 큰 가족이 G-단백질-연계된 수용체들에 속함
- 냄새 물질의 부착
수용체단백질의 입체모양의 변경
G-단백질의 활성화
- 같은 형태의 수용체를 갖는 수용체 세포
같은 사구체에 집중 확인
사수체의 놀랄만한 특이성
- 사구체 다음단계의 신경세포와의 수준, 승모판 세포접촉확인
각 승모판세포는 한 개의 사구체부터로만 활성화
2. 후각수용체의 유전자
- 엑셀과 버크
사람 유전자의 3%를 차지하는 후각수용체 유전자를 밝혀냄
- 후각수용체세포에 1,000개의 다른 유전자 밝혀짐
후각수용체 수만큼 많은 형태의 후각수용체를 갖는 세포들이 존재
- 냄새는 복잡한 냄새분자로 구성
냄새의 무늬모양을 형성하는 조합의 코드가 됨
10,000가지 다른 냄새를 기억
3. 시각의 감각체계
- 광수용체:
· 밝은 빛과 색상을 감지하는 3백만 개의 고깔모양 세포
· 희미한 흑백의 색깔구별 10억 개의 막대모양의 세포 - 막대세포의 광수용체: 옵신 단백질과 11-시스-레티널
결합 로돕신에 의해서 기능
- 옵신단백질 7TM수용체단백질의 광수용체로 기능 - 색상을 감지하는 기능은 11-시스-레티널에서 수행
알데하이드그룹 옵신단백질의
라이신의 ε-아미노그룹과 쉬프염기를 만듦
4. 시각의 메커니즘
- 빛의 흡수에 의한 11-시스레티널의 이성화
all 트렌스-레티널로 변화
- 빛의 광자 쉬프염기 질소원자를 이성화시킴으로써 탄소결합의 회전과 동시에 아랫쪽에서 윗쪽으로 5Å 정도 위치의 변경을 유도
- 초기의 로돕신분자 베도로돕신
빛의 활성화로 메타로돕신II로 변경
리간드가 부착된 7TM수용체
신호를 세포내부로 작용
- 로돕신에 부착된 G-단백질복합체를 트렌스듀신 - α-소단위체의 GDP가 GTP로 바뀜,
β,γ-소단위체는 α-소단위체와 분리
- α-소단위체에 방해제 부착
cGMP인산다이에스터레이스 활성화
cGMP 가수분해 GMP
- cGMP-개폐 이온통로는 주변에 cGMP를 공급하면서 농도가 급감
세포막의 초극성화를 가능하게 하여 증폭된 신호를 시신경에 전달
5. 맛의 감지체계
- 짠맛(Na+), 단맛(글루코스, 설탕) 냄새 확인 못함 - 우마미맛(맛나니) 글루탐산과 아스파트산
- 쓴맛 퀴닌 - 신맛 H+
- 맛은 혀의 미각아 감각의 누런
미세융모에 의해서 감지
- 맛의 물질에 대한 자극 감각뉴런을 통해 운송
전기적인 펄스 뇌에 전달
6. 맛의 전달메커니즘
- 7TM수용체 단맛과 쓴맛의 감지에 관여
- 미각아에서 특수한 G-단백질의 α-소단위체, 거스트듀신(gustducin)의 유전자 발현
- 7TM수용체유전자 T2R1
- 많은 맛을 갖는 물질 같은 신경세포 자극 - 단맛과 우마미맛
이종이량체의 7TM수용체에 의해서 수행
단맛의 맛-수용체세포
T1R1, T1R2 및 T1R3
- 우마미맛 수용체 T1R1, T1R3
- 짠맛 소듐이온의 이온통로를 통하여 전달 - 소듐이온 통로는 4개의 소단위체로 구성
짠맛을 무력화시키는 기능의
아밀로라이드(amyloride)-민감한 Na+통로
두 개의 나선형소단위체가 세포막에 내재 - 신맛의 감지 이온통로와 상호작용
수소이온의 이동 전류생성
감각뉴런의 세포막을 극성화 전위차 발생 - 매운맛, 뜨거운 맛 감촉의 인지메커니즘과 같음
청각과 촉각의 체계
- 사람 주파수 200~20,000Hz 소리 청취가능 - 시간으로 5~0.05ms에 해당
- 포유동물은 두 귀로 소리 감지: 거리의 예측, 감지시간의 차이가 0.7ms면 감지가능
- 사람은 0.02ms의 짧은 지연된 시간도 감지 - 소리의 파동
달팽이관의 액체가 채워진 막주머니인 와우각(cochlea)의 내부에서 측정
특정한 뉴런 16,000개의 머리카락모양의 세포(hair cell)를 가짐
- 각 머리카락모양의 세포마다 20~300개의 부동섬모(stereocilia)로 구성
- 소리의 파동은 머리카락모양 세포막에 전위차 발생 머리카락 묶음이 3Å 움직일 때
세포막 전위차 발생 이온통로에 영향
- 감촉: 피부가 느끼는 압력이나 온도에 의한 자극
아밀로라이드-민감한 Na+ 이온통로 관여
- 높은 온도, 산 등에 의한 고통의 느낌은 다른 전달 체계 활용 피부로부터 고통의 신호
척추의 고통처리체계 뇌에 전달 - 뉴런의 노시셉터(nociceptor)
고추의 맛 켑사이신
바닐로이드수용체1을 이용하여 고통 전달