후각

후각은 간뇌시상을 거치지 않는 유일한 감각계이며 용해된 화학분자 (냄새 분자) 만을 인식합니다. 코로 들어오는 모든 화학 분자는 점액에 의해 용해되어 수용체에 인식되어 신호를 만들어 우리가 아는 냄새를 인식하게 해줍니다. 

 

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1. 후각세포 종류 

 

• 지지세포 (상피세포) - Supporting cell
  • 후각 수용기 세포를 지지하고 점액을 분비함 (냄재 분자들을 녹인다) 
• 기저세포 (상피세포) - Basal cell
  • 30~60일 마다 수용기세포를 새로 만들어 교체함 
• 수용기 세포 (후세포; 신경세포 기원) - Olfactory receptor neuron
  • 긴 선모로 구성되어 있으며 표면적이 넓은 형태를 띈다  
  • 1차 감각 뉴런
  • 기저세포에의해 주기적으로 교체된다
  • 활동전위를 가지며 GPCR에 의해 직접 신호 전달을 함
  • 후세포 수용체 대립유전자 배제에 의해  후세포는 한가지의 수용체를 사용합니다 
    • 동일한 수용체를 가지는 수용체는 동일한 사구체(glomerulus)로 들어간다.
    • 대립유전자 배제의 예시는 대표적으로 항체, 후신경 수용체, T세포 수용체 유전자가 있습니다.
• 승모세포 (Mitral cell)
  • 후각구(olfactory bulb)에 존재하며 후세포와 시냅스를 이룬다
  • 2차 감각뉴런이다. 

 

2. 활동전위 발생

 

• 후각세포에는 G_olf (GPCR의 알파 단위체)가 일련의 반응을 통해 cAMP농도를 상승시킴
  • 참고 GPCR 신호전달
• cAMP는 리간드 개폐성 채널 (symport)을 열어 나트륨과 칼슘의 유입시킴
• 확장된 칼슘은 Cl^- 채널을 열어 활동전위를 유발함 
  • 내부의 (-) 전하가 줄어드니 휴지전위의 상승을 유발하고 이는 활동전위 발생에 기여합니다. 
    • 내향성 전류
  • 이러한 이유로 후신경의 세포질에서 높은 Cl^-가 관찰됩니다. 

3. 감각 순응

 

• 냄새가 너무 오래 지속되면 칼슘-칼모듈린 복합체 (CaM)이 Na⁺-Ca²⁺ 리간드 개폐성 채널을 닫아버려서 감각 순응이 일어남 
• 예를들어 향수를 많이 뿌려도 자신은 생각보다 냄새가 덜나는거 같아 더 뿌리게 되는 이유입니다.  

 

후각 수용기의 흥분과정 GPCR

 

4. 1유전자 1냄새 (대표적인 대립유전자 배제의 예)

 

• 후세포는 적은 수용체로 많은 냄새를 구분한다. 그 이유는 냄새분자 1개가 여러 수용체와 결합할수 있기때문이다. 
  • 이러한 현상은 1개의 냄새분자가 여러 수용가 세포의 활동전위를 유발하며 이러한 신호가 통합돼 새로운 냄새로 인식되기 때문이다. 
  • 쉽게 예를들자면 냄새 분자가 빨강이라는 수용체와 파랑이라는 수용체를 자극하니 보라색이라는 신호를 만드는 것처럼 적은 수용체라도 서로의 조합으로 수천가지의 냄새를 구분할수 있게끔 하는것이다.