Nauka To Lubię

Oficjalna strona Tomasza Rożka

Miesiąc: Wrzesień 2014

Nos – wrażliwa sprawa

Ludzi nos to złożone urządzenie. Ruch powietrza w jego wnętrzu jest bardziej skomplikowany niż układ turbulencji wokół skrzydeł odrzutowca. 50 milionów komórek receptorowych wysyła do płatów czołowych kory mózgowej impulsy elektryczne, dzięki którym czujemy ponad 10 tysięcy różnych zapachów.

Zapach, nam wąchającym, kojarzy się z czymś niematerialnym. Błąd. To nic innego jak związek chemiczny, cząsteczka, ba nawet pojedynczy pierwiastek, który działa na receptory w naszym nosie. W zasadzie są dwa warunki by „coś” stało się zapachem. Musi być lotne. Tzn. musi parować oraz musi przedostać się przez błonę śluzową, którą „opakowane” są receptory węchowe. To oczywiście nie znaczy, że wszystko co lotne ma zapach. Dobrym przykładem jest np. para wodna, która przecież nie pachnie. Nie pachnie też tlen czy azot, ale równocześnie nieprzyjemny zapach chloru zna chyba każdy kto używał środków dezynfekujących toaletę.

Gdy wraz z wdychanym powietrzem do kanałów nosowych dostają się związki zapachowe… no i właśnie tutaj zaczyna się problem. Przedostają się przez błonę śluzową i zaczepiają się o receptory. Skąd receptor wie jak ma pachnieć citroetalon (cytrusy) a jak 3-etoksy-4-hydroksybenzaldehyd (zapach wanilii) ? To nie nos ani receptory wie jak co ma pachnieć, tylko nasz mózg. Receptory przekazują informacje o tym co złapały, a nasz mózg konkretnemu sygnałowi przypisuje wrażenie zapachu. Ten sam związek może być przez różne osoby odczuwany w inny sposób, choć mózg najprawdopodobniej dostaje w obydwu przypadkach taką samą informację. Wrażenie zapachu może się zmieniać nawet u jednej osoby w zależności od pory dnia czy roku.

No dobrze, ale skąd w takim razie konkretny receptor wie jaki związek się do niego przyczepił ? Wydaje się, że mechanizm zapachu opiera się na drganiach cząsteczki zapachowej. Ta – obrazowo opisując – wchodzi do zagłębienia znajdującego się w receptorze. Tam, w jej kierunku wysyłany jest elektron, który odbijając się od poszczególnych atomów cząsteczki zapachowej (jak kule bilardowe) i wprawia ją w drgania. Te drgania są ściśle zależne od tego, jak cząsteczka wygląda, z jakich atomów się składa i jak te atomy są względem siebie rozlokowane. Nawet najmniejsza różnica w budowie dwóch cząsteczek powoduje, że drgają one w inny sposób. To drganie powoduje, że receptor wysyła do mózgu odpowiednią informację. Dla każdej cząsteczki inną, bo każda cząsteczka drga w trochę inny sposób. W przypadku niektórych związków wystarczy 8 cząsteczek, by w mózgu powstał impuls nerwowy. – No cóż, zaproponowany mechanizm wydaje się być bardzo skomplikowany – powiedział prof. John Mitchell, chemik z University of Cambridge, specjalista od substancji zapachowych. – Ale natura bywa skomplikowana – dodaje.

Jeszcze ciekawiej do problemu… nosa podeszli badacze z Imperial College London ( badania sfinansowane były przez Biotechnology and Biological Sciences Research Council). Naukowcy zadali sobie pytanie jak cząsteczki zapachowe docierają do receptorów. Jak wygląda przepływ powietrza wewnątrz kanałów nosowych. Dzięki nowoczesnej technice obrazowania doszli do wniosku, że ten ruch w czasie wdechu jest bardziej złożony niż ruch powietrza wokół skrzydeł lecącego odrzutowca. Badacze najpierw stworzyli model komputerowy, a później, z pleksi model rzeczywisty. Badano w których miejscach powietrze tworzy wiry, a w których jego przepływ jest wsteczny. Naukowcy chcieli się też dowiedzieć czy w akcie pojedynczego wdechu, cała porcja powietrza przechodzi przez nos do jamy gardła czy też jego część zostaje w jamie nosowej na dłużej. Symulowano też kaszel, kichanie i siąkanie. – Od cichego i spokojnego oddychania po gwałtowne kichanie – chcemy dokładnie wiedzieć co dzieje się w nosie – powiedział profesor Bob Schroter – lider grupy badawczej.

Wyniki badań zaskoczyły naukowców. Sama jama nosowa jest bardzo nieregularna. Pełno w niej zakamarków, fałd i niesymetrycznych załamań. Te największe to trzy małżowiny nosowe (górna, środkowa i dolna), które rozdzielają strumień powietrza na części. Sprawę dodatkowo komplikuje fakt, że wnętrze nosa pokryte jest dobrze ukrwioną błoną śluzową. Ją z kolei – w zależności od obszaru jamy nosowej – pokrywa nabłonek oddechowy, migawkowy, a w okolicy węchowej – nabłonek węchowy. No i włoski. One powodują że ruch powietrza w ich sąsiedztwie, albo wręcz pomiędzy nimi jest praktycznie niemożliwy do opisania. Powietrze wciągnięte w czasie wdechu nie przechodzi zaraz do jamy gardła, tylko jeszcze przez dłuższą chwilę wiruje w okolicach gdzie rozmieszczone są receptory węchu. Czy powodem może być to, że receptory węchu potrzebują trochę czasu na zadziałanie ? A może w przypadku bardziej złożonych zapachów nasz mózg potrzebuje danych płynących z nosa przez dłuższą chwilkę, żeby poprawnie zinterpretować zapach. Czy ma to związek z wrażeniem, że niektóre zapachy „pozostają” w nosie dłużej, nawet po wydechu powietrza ?

Brak komentarzy do Nos – wrażliwa sprawa

Skąd dwa słońca?

Nad Lublinem zaświeciły dwa słońca. Tak to przynajmniej wyglądało. Skąd się wzięły?

Wydawałoby się, że nic szczególnego. Kryształki lodu, krople wody czy pyłki zawieszone w atmosferze. Przy odrobinie szczęścia i czasami wytrwałości mogą być jednak źródłem niezapomnianych wrażeń. Podwójne słońca, pierścienie, słupy, miraże, zielone zachody i glorie. Dzisiaj kilka słów o dwóch słońcach, które pojawiły się na niebie w okolicach Lublina.

Ze wszystkich zjawisk optycznych najciekawsze, najbardziej spektakularne, ale też najtrudniejsze do zaobserwowania są te, które występują w wyższych partiach atmosfery. Tam, gdzie promienie Słońca są załamywane, rozpraszane lub odbijane nie na kropelkach wody, tylko na kryształkach lodu. Wszystkie krople wody mają podobny kształt i takie samo ułożenie w przestrzeni w czasie drogi z chmury na ziemię. W przypadku kryształów podobna sytuacja nie występuje, bo kryształ kryształowi nierówny.

W zależności od temperatury i wilgothalo - słońceności otoczenia w chmurze mogą na przykład przeważać kryształki w kształcie graniastosłupów sześciokątnych o długości znacznie przewyższającej szerokość – przypominające małe ołówki. Przy odrobinie szczęścia można wówczas zaobserwować tzw. 22-stopniowe halo. Co to takiego?  To obwódka (pierścień) wokół Słońca, o zawsze tych samych rozmiarach kątowych. Dlaczego akurat 22 stopnie? Bo dla kryształu lodu o podstawie sześciokąta właśnie 22 stopnie są najmniejszym kątem odchylenia promieni. Wystarczy jednak, że lodowe kryształki nie będą przypominały długich ołówków, a raczej płaski, sześciokątny kafelek – i możliwość zaobserwowania 22-stopniowego halo przepadnie. Wtedy jednak być może uda się zobaczyć tzw. słońce poboczne (czyli inaczej parhelium). To właśnie to zjawisko zaszło na niebie w okolicy Lublina. Płaskie kryształki lodu nie opadają na ziemię w przypadkowych orientacjach, jak miało to miejsce w przypadku kryształków-ołówków. W rezultacie halo nie powstaje wokół słońca, tylko po jednej z jego stron. Słońce i jego rozproszona nieco kopia są oddalone od siebie nadal o 22 stopnie, bo dla bryły o podstawie sześciokąta 22 stopnie to dalej minimalny kąt załamania.

Kryształki lodu są także powodem powstawania tzw. słupów świetlnych. Ale to temat na zupełnie inną notatkę. No chyba, że przyślecie zdjęcia takiego zjawiska, chętnie je wtedy opiszę.

Zdjęcia pochodzą z serwisu kontakt24.pl

 

 

Brak komentarzy do Skąd dwa słońca?

Type on the field below and hit Enter/Return to search