呂繼榮 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)
在動(dòng)物的諸種感覺(jué)中，嗅覺(jué)產(chǎn)生機(jī)理一直是最難解開(kāi)的謎團(tuán)之一。直到上世紀(jì)九十年代對(duì)嗅覺(jué)的研究才有突飛猛進(jìn)的進(jìn)展。1991年，Buck和Axel發(fā)現(xiàn)了一個(gè)被認(rèn)為是氣體受體蛋白的跨膜蛋白家族，這一發(fā)現(xiàn)被認(rèn)為是對(duì)嗅覺(jué)機(jī)制研究的重大突破。他們的研究表明氣體受體蛋白屬于G蛋白偶聯(lián)受體(G.proteincouPledrecePtors，GPCRs)家族中特別大的一個(gè)亞科，這一家族的跨膜蛋白都具有7個(gè)螺旋狀跨膜機(jī)構(gòu)，并含有和其他的G蛋白偶聯(lián)受體相似的氨基酸序列。氣味受體蛋白形似蛇狀，并7次橫穿粘膜。因Buck和Axel對(duì)嗅覺(jué)機(jī)制基因方面研究的巨大貢獻(xiàn)而榮獲了2004年度諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。
Buck和Axel的試驗(yàn)證明了嗅覺(jué)傳遞氣味分子的過(guò)程。當(dāng)嗅質(zhì)和受體結(jié)合后，通過(guò)纖毛膜內(nèi)的G蛋白激活腺普酸環(huán)化酶，產(chǎn)生環(huán)化腺普酸 (cAMP)，后者作為細(xì)胞內(nèi)第二信使激活纖毛膜上的離子通道，離子通道的開(kāi)放使纖毛膜去極化，當(dāng)去極化到一定程度時(shí)，纖毛便興奮并發(fā)出神經(jīng)沖動(dòng)。同時(shí)，G蛋白也可以通過(guò)激活磷酸酷酶，產(chǎn)生三磷酸肌醇(IP3)作為第二信使，最后導(dǎo)致膜上某種離子通道開(kāi)放，引起Na+、K+等離子的跨膜移動(dòng)，在嗅細(xì)胞的胞體膜上產(chǎn)生去極化感受電位，后者在軸突膜上引起不同頻率的動(dòng)作電位發(fā)放，傳入中樞。
嗅覺(jué)系統(tǒng)氣體受體基因定位研究的進(jìn)展，使人們能夠提出一個(gè)較為清晰的模型:空氣中的各種氣體分子，隨呼吸氣流進(jìn)入鼻腔，作為配體和嗅上皮感應(yīng)神經(jīng)元膜上的特異性的氣體受體 (odorantreeeptors，Ors)結(jié)合，使蛇形受體蛋白發(fā)生扭曲，進(jìn)而啟動(dòng)嗅覺(jué)信號(hào)的傳導(dǎo)過(guò)程，產(chǎn)生動(dòng)作電位，沿嗅神經(jīng)傳導(dǎo)通路傳到大腦嗅皮層而產(chǎn)生嗅覺(jué)。
所有的生命體都能感覺(jué)和識(shí)別所在環(huán)境中的化學(xué)物質(zhì)。鑒別出適當(dāng)?shù)氖澄?、拒絕腐爛和有害的食物是動(dòng)物一項(xiàng)重要的生存能力。不同動(dòng)物的嗅覺(jué)敏感程度差異很大，同一動(dòng)物對(duì)不同氣味物質(zhì)的敏感程度也不同，動(dòng)物嗅覺(jué)的敏感程度與嗅覺(jué)粘膜上皮面積及上皮中嗅覺(jué)細(xì)胞的數(shù)量有關(guān)，同時(shí)與嗅覺(jué)神經(jīng)的傳導(dǎo)途徑有關(guān)。
不同的種類(lèi)有不同的嗅覺(jué)受體，除人之外的其它哺乳動(dòng)物能從多種氣味物中區(qū)別含量很低的氣味分子，辨別能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)人。與人相比，豬的嗅覺(jué)非常靈敏，比人約高7一8倍;豬群之間、母仔之間的識(shí)別主要靠靈敏的嗅覺(jué)來(lái)完成，豬一生下來(lái)就能靠嗅覺(jué)尋找奶頭的位置，三天后就能固定奶頭。母豬熟悉其子女氣味48h后，靠嗅覺(jué)能很快認(rèn)出混進(jìn)的窩外仔豬并加以驅(qū)趕。在未馴化之前，豬的性聯(lián)系也是嗅覺(jué)起主導(dǎo)作用。
嗅覺(jué)在動(dòng)物生活中占扮演著重要的角色，吸引了很多國(guó)內(nèi)外的科學(xué)家和研究機(jī)構(gòu)都對(duì)此進(jìn)行研究，更由此派生出了介于心理學(xué)、生理學(xué)、化學(xué)和社會(huì)學(xué)等學(xué)科之間的新的邊緣學(xué)科—香味學(xué)。此學(xué)科著重研究香氣對(duì)情緒和行為方式的影響，目前越來(lái)越受到重視，成為熱門(mén)學(xué)科。
飼料香味劑的作用即是利用“香味物質(zhì)”刺激嗅覺(jué)器官，再由大腦發(fā)出指令，產(chǎn)生食欲，啟動(dòng)采食行為。
