Предложена гипотеза, в соответствии с которой в цепи обонятельной трансдукции активация Cl–-каналов осуществляется
опосредованно с участием сократительного аппарата обонятельных ресничек. На первом этапе – активация ионами Са2+
структурных элементов миофибрилл обонятельных ресничек обеспечивает сглаживание флуктуаций сигналов обонятельных
рецепторов (ОР), G-белков, аденилатциклазы тип III и катионных цАМФ-зависимых каналов. При этом сигнал Са2+-токов
переводится интегрально в форму механического напряжения миофибрилл по длине обонятельной реснички. На втором этапе
интегральное изменение сокращения миофибрилл через механическое воздействие на сенсорную мембрану обеспечивает
активацию Cl–-каналов, сгруппированных в мембране базальной части реснички, непосредственно в зоне развития
генераторного потенциала. Обсуждаемый механизм позволяет по-новому оценить роль обонятельных ресничек в процессах
трансдукции обонятельных сигналов и на основе интегрирующей функции их сократительного аппарата дать рациональное
объяснение таким фундаментальным и взаимно плохо совместимым качествам обонятельной рецепции, как быстродействие,
чувствительность и избирательность.
Ключевые слова:
обонятельный рецепторный белок, G-белок, цАМФ-зависимые катионные каналы, Са2+-управляемые хлорные каналы,
калий–натрий–хлоридный (К+-Na+-2Cl-)-сотранспорт, обонятельные реснички, обонятельная чувствительность,
избирательность, быстродействие
Цитирование для раздела "Список литературы":
Ганшин В. М., Зинкевич Э. П.
Механизмы трансдукции обонятельных сигналов: возможная роль сократительного аппарата обонятельных ресничек.
Сенсорные системы.
2017.
Т. 31.
№ 1.
С. 59-71.
Цитирование для раздела "References":
Ganshin V. M., Zinkevich E. P.
Mekhanizmy transduktsii obonyatelnykh signalov: vozmozhnaya rol sokratitelnogo apparata obonyatelnykh resnichek
[Mechanisms of transduction of olfactory signals: the possible role of the contractive apparatus of the olfactory ciliae].
Sensornye sistemy [Sensory systems].
2017.
V. 31(1).
P. 59-71
(in Russian).
Список литературы:
- Бигдай Е.В. Биофизические механизмы обонятельной рецепции // Ж. Эволюционной биохимии и физиологии. 2004 a. Т. 40. No 2. С. 112–117
- Бигдай Е.В. Гетерогенность обонятельной рецепции // Дис. ... д-ра биол. наук. Санкт-Петербург. 2004 б. 264 с.
- Бронштейн А.А. Прижизненные наблюдения над движением волосков обонятельных клеток // Докл. АН СССР. 1962. Т. 142. No .3. С. 715–718
- Бронштейн А.А., Минор А.В. О значении жгутиков и их подвижности для функции обонятельных рецепторов // Докл. АН СССР. 1973. Т. 213. No 4. С. 987–989
- Ганшин В.М., Зинкевич Э.П. Вероятная роль конкурентных отношений в модели обонятельного рецептора // Сенсорные системы. 2012. Т. 26. N 4. C. 331–341
- Гельфанд В.И., Розенблат В.А. Микротрубочки. Их структура, химия и функциональная роль // Итоги науки и техники. Серия “Биологическая химия”. М. ВИНИТИ. 1977. Т. 11. C. 78–143
- Заварзин А.А., Харазова А.Д., Молитвин М.Н. Биология клетки: общая цитология. СПб., Изд-во СПбГУ. 1992. 320 с.
- Каламкаров Г.Р., Островский М.А., Юнусов Р.Р., Шевченко Т.Ф. Молекулярные механизмы взаимодействия белков, участвующих в трансдукции фоторецепторного сигнала // Сенсорные системы. 2004. Т. 18. No 4. С. 275–280
- Минор А.В. Структурная организация периферических отделов обонятельного анализатора и обонятельной луковицы // Физиология сенсорных систем. Часть 2. 1972. С. 515–549
- Минор А.В. О механизме генерации обонятельного рецепторного потенциала // Механизмы работы рецепторных элементов органов чувств. Л.: Наука, 1973. С. 121–126
- Минор А.В., Кайсслинг К-Е. “Темновой” шум в обонятельных клетках насекомого. Оценка частоты спонтанных активаций феромонныx рецепторов // Сенсорные системы. 2000. Т. 20. No 4. С. 325–327
- Огнева И.В. Экспериментальный анализ и моделирование двигательной активности жгутиков обонятельных клеток // Дис. ... канд. физ.-мат. наук. СПб. 2005. 130 c.
- Трущенков В.Г. Характеристики подвижности жгутиков обонятельных нейрорецепторов земноводных // Дис... канд. биол. наук. Владивосток. 1995. 113 с.
- Bhandawat V., Reisert J., Yau K-W. Elementary response of olfactory receptor neurons to odorants // Science. 2005. V. 308. P. 1931–1934.
- Cleveland D.W., Sullivan K.F. Molecular biology and genetics of tubulin // Annu Rev. Biochem. 1985. V. 54. P. 331–365.
- Derksen H.E. Axon membrane voltage uctuations. Acta Physiol. Pharmacol. Neerl. 1965. V.13. P. 373–466.
- Dzeja C., Hagen V., Kaupp U.B., Frings S. Ca2+ permeation in cyclic nucleotide-gated channels // EMBO J. 1999. V.18. P. 131–144.
- Flannery R.J., French D.A., Kleene S.J. Clustering of cyclic nucleotide-gated channels in olfactory cilia // Biophys J. 2006. V. 91. P. 179–188.
- French D.A., Badamdorj D., Kleene S.J. Spatial Distribution of Calcium-Gated Chloride Channels in Olfactory Cilia // PLoS One. 2010. V. 5(12): e15676.
- Haas M., Forbush B. The Na-K-Cl cotransporter of secretory epithelia // Annu. Rev. Physiol. 2000 V. 62. P. 515–534.
- Kaneko H., Putzier I., Frings S., Kaupp U.B., Gensch T. Chloride accumulation in mammalian olfactory sensory neurons // J. Neurosci. 2004. V. 24 P. 7931–7938.
- Kaupp U.B., Seifert R. Cyclic nucleotide-gated ion channels // Physiol. Rev. 2002. V. 82. P. 769–824.
- Kleene S.J. Basal conductance of frog olfactory cilia // P ugers Arch. 1992. V. 421. P. 374–380.
- Kleene S.J. Origin of the chloride current in olfactory transduction // Neuron. 1993. V.11. P. 123–132.
- Kleene S.J. High-gain, low-noise ampli cation in olfactory transduction // Biophys. J. 1997. V.73. P. 1110–1117.
- Kleene S.J. The electrochemical basis of odor transduction in vertebrate olfactory cilia // Chem. Senses. 2008. V.33. P. 839–859.
- Kurahashi T., Yau K-W. Co-existence of cationic and chloride components in odorant-induced current of vertebrate olfactory receptor cells // Nature. 1993. V. 363. P. 71–74.
- Leinders-Zufall T., Rand M.N., Shepherd G.M., Greer C.A., Zufall F. Calcium entry through cyclic nucleotide-gated channels in individual cilia of olfactory receptor cells: spatiotemporal dynamics // J. Neurosci. 1997. V.17. P. 4136–4148.
- Leinders-Zufall T., Greer C.A., Shepherd G.M., Zufall F. I maging odorinduced calcium transients in single olfactory cilia: speci city of activation and role in transduction // J. Neurosci. 1998. V.18. P. 5630–5639.
- Lowe G., Gold G.H. Nonlinear ampli cation by calciumdependent chloride channels in olfactory receptor cells // Nature. 1993. V. 366. P. 283–286.
- Mammen A., Simpson J.P., Nighorn A., Imanishi Y., Palczewski K., Ronnett G.V., Moon C. Hippocalcin in the olfactory epithelium: a mediator of second messenger signaling // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2004. V. 322. P. 1131–1139.
- Matsuzaki O., Bakin R.E, Cai X., Menco B.P.M., Ronnett G.V. Localization of the olfactory cyclic nucleotide-gated channel subunit 1 in normal, embryonic and regenerating olfactory epithelium // Neuroscience. 1999. V. 94. P. 131–140.
- Menco B. Ph.M. Qualitative and quantitative freeze-fracture studies of olfactory and nasal respiratory structures of frog, ox, rat, and dog. I. A general survey // Cell. Tissue. Res. 1980. V. 207. P. 183–209.
- Menco B. Ph.M., Farbman A.I. Ultrastructural evidence for multiple mucous domains in frog olfactory epithelium // Cell. Tissue. Res. 1992. V.270. P. 47–56.
- Menco B. Ph.M., Morrison E.E. Morphology of the mammalian olfactory epithelium: Form, ne structure, function, and pathology // Handbook of olfaction and gustation. 2nd edition. Ed. Doty R.L. New York: Marcel Dekker. 2003. P. 17–49.
- Menini A. Calcium signalling and regulation in olfactory neurons // Curr. Opin. Neurobiol. 1999. V. 9. P. 419–426.
- Mombaerts P. Molecular biology of odorant receptors in vertebrates // Annu. Rev. Physiol. 1999. V. 22. P. 487–509.
- Pace U., Hanski E., Salomon Y., Lancet D. Odorant-sensitive adenylate cyclase may mediate olfactory reception // Nature. 1985. V. 316. P. 255–258.
- Reisert J., Matthews H.R. Response properties of isolated mouse olfactory receptor cells // J. Physiol. 2001 a.V. 530. P. 113–122.
- Reisert J., Matthews H.R. Responses to prolonged odour stimulation in frog olfactory receptor cells // J. Physiol. 2001 b. V. 534. P. 179–191.
- Reisert J., Bauer P.J., Yau K-W., Frings S. The Ca-activated Cl channel and its control in rat olfactory receptor neurons // J. Gen. Physiol. 2003. V.122. P. 349–363.
- Reisert J., Lai J., Yau K.W., Bradley J. Mechanism of the excitatory Cl– response in mouse olfactory receptor neurons // Neuron. 2005. V. 45. P. 553–561.
- Reisert J., Restrepo D. Molecular tuning of odorant receptors and its implication for odor signal processing // Chem. Senses. 2009. V. 34. P. 535–545.
- Reisert J. Origin of basal activity in mammalian olfactory receptor neurons // JGP. 2010. V. 136. No 5. P. 529– 540.
- Reuter D., Zierold K., Schroder W.H., Frings S. A depolarizing chloride current contributes to chemoelectrical transduction in olfactory sensory neurons in situ // J. Neurosci. 1998. V.18. P. 6623–6630.
- Ronnett G.V. Moon C. G-proteins and olfactory signal transduction // Annu. Rev. Physiol. 2002. V.64. P. 189–222.
- Russell J.M. Sodium-potassium-chloride cotransport // Physiol. Rev. 2000. V. 80. P. 211–276.
- Schild D., Restrepo D. Transduction mechanisms in vertebrate olfactory receptor cells // Physiol. Rev. 1998. V. 78. P. 429–466.
- Takeuchi H., Kurahashi T. Distribution, amplification, and summation of cyclic nucleotide sensitivities within single olfactory sensory cilia // J. Neurosci. 2008. V. 28. P. 766–775.
- Zhainazarov A.B., Ache B.W. Odor-induced currents in Xenopus olfactory receptor cells measured with perforated-patch recording // J. Neurophysiol. 1995. V. 74. P. 479–483.
- Uebi T., Miwa N., Kawamura S. Comprehensive interaction of dicalcin with annexins in frog olfactory and respiratory cilia // FEBS J. 2007. V.274. P. 4863–4876.