Spis treści

Wprowadzenie

Przeczytaj

Animacja

Sprawdź się

Dla nauczyciela

Nabłonek węchowy – lokalizacja, struktura i przekaźnictwo nerwowe

Narządem węchu jest nabłonek węchowy w jamie nosowej. Komórki węchowe są wyspecjalizowanymi neuronami, które odbierają bodźce i przewodzą je do mózgu.

Źródło: Pixabay, domena publiczna.

Nabłonek węchowy tworzący narząd węchu składa się z milionów komórek węchowych, które pozwalają wyczuć konkretny zapach. U człowieka na powierzchni 5 cmIndeks górny 22 jest ich ok. 50 milionów, natomiast u psów (znanych m.in. z doskonałego węchu) tych komórek jest znacznie więcej – ok. 200 milionów na powierzchni 80 cmIndeks górny 22.

Twoje cele

- Wskażesz lokalizację narządu węchu.

- Opiszesz budowę nabłonka węchowego oraz wymienisz jego funkcje.

- Opiszesz drogę analizatora węchowego.

Przeczytaj

Lokalizacja i budowa nabłonka węchowego

Schemat przedstawia lokalizację nabłonka węchowego w ciele człowieka. Na ilustracji znajduje się głowa ludzka w przekroju. Cyfrą 1 oznaczona jest opuszka węchowa w postaci żółtej, płaskiej warstwy nabłonka węchowego, który znajduje się w górnej ścianie jamy nosowej. Cyfrą 2 są zaznaczone z kolei drogi węchowe. Łączą one mózg z opuszką węchową. Od opuszki w dół odchodzą opatrzone cyfrą 3 nerwy węchowe znajdujące się pod górną ścianą nerwu węchowego w postaci nieregularnych, połączonych ze sobą, żółtych linii. Cyfrą 4 zaznaczona jest jama nosowa znajdująca się wewnątrz nosa. W miejscu, gdzie znajdują się dziurki w nosie umiejscowione są nozdrza wewnętrzne opatrzone cyfrą 5. Cyfrą 6 jest oznaczone gardło, miejsce wewnątrz czaszki, gdzie jama ustna łączy się z nosową.

Zasób oparty o element wizualny.

1

2

3

4

5

6

1

Opuszka węchowa

2

Drogi węchowe

3

Nerw węchowy

4

Jama nosowa

5

Nozdrza zewnętrzne

6

Gardło

Lokalizacja nabłonka węchowego w ciele człowieka.

Źródło: Patrick J. Lynch, Wikimedia Commons, licencja: CC BY 2.5.

U człowieka narząd węchu mieści się w górnej części jamy nosowej. Tworzy go znajdujący się tam nabłonek węchowy. Powierzchnia nabłonka węchowego wynosi 2,5–3 cmIndeks górny 22 w każdym przewodzie nosowym. Ulokowane są w nim – w liczbie ok. 50 mln – węchowe komórki receptorowe nazywane komórkami węchowymi.

Komórki węchowe to komórki nerwowe wyspecjalizowane do odbioru zapachowych substancji chemicznych. Są one dwubiegunowe. Szczytowe części dendrytów tych komórek tworzą pęcherzyki, na których zlokalizowane są tzw. rzęski. Znajduje się na nich wiele receptorów błonowych (receptory węchowe), które pozwalają na czasowe połączenie z rozpuszczoną w śluzie substancją chemiczną (zapachową) i w następstwie pobudzają (powodując depolaryzację) komórkę węchową. Poza nią w nabłonku węchowym występują również komórki podstawne i podporowe, które pełnią funkcje ochronne dla rzęsek komórek węchowych.

Schemat przedstawia budowę nabłonka węchowego. Po lewej stronie ilustracji znajduje się ludzka głowa z zaznaczonym wycinkiem pochodzącym z górnej części jamy nosowej, który jest powiększony z prawej strony. Cyfrą 1 oznaczona jest żółta, gruba warstwa komórek zwana opuszką węchową. Wewnątrz niej znajdują się nerwy węchowe zobrazowane jako cienkie linie rozgałęziające się na końcu. Cyfrą 4 zaznaczono bardzo szeroką warstwę - nabłonek węchowy umiejscowiony pod opuszką węchową. Oddzielony jest od niej kością sitową, która zaznaczona jest cyfrą 3. Cyfrą 2 oznaczony jest gruczoł węchowy umiejscowiony w górnej części nabłonka. Ma on wachlarzowaty kształt. W dolnej części nabłonka węchowego znajdują się oznaczone cyfrą 5 owalne komórki podstawne. Znajdują się one na zaznaczonych cyfrą 6 podłużnych, pionowych komórkach podporowych. Pod tkanka zbudowaną z tych komórek znajdują się rzęski węchowe oznaczone cyfrą 7. Łączą się one z komórkami węchowymi znajdującymi się pomiędzy komórkami podporowymi. Są one zaznaczone cyfrą 8.

Zasób oparty o element wizualny.

1

2

3

4

5

6

7

8

1

Opuszka węchowa

2

Gruczoł węchowy

3

Kość sitowa

4

Nabłonek węchowy

5

Komórka podstawna

6

Komórka podporowa

7

Rzęski węchowe

8

Komórka węchowa

Budowa nabłonka węchowego.

Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

W nabłonku węchowym zlokalizowane są również gruczoły węchowe (gruczoły Bowmana), które wraz z komórkami podporowymi biorą udział w produkcji śluzu pokrywającego rzęski komórek węchowych na całej powierzchni nabłonka. Poza funkcją ochronną śluz umożliwia wiązanie lotnej zapachowej substancji chemicznej, która „przykleja się” do niego i ulega rozpuszczeniu, łącząc się z receptorami błonowymi na rzęskach komórek węchowych. Rozpuszczenie substancji w śluzie jest zatem niezbędne do powstania wrażenia zapachu. Po połączeniu substancji zapachowej z określonym typem receptora dochodzi do otwarcia kanałów sodowych oraz wapniowych i powstania potencjału czynnościowego.

Komunikacja nerwowa nabłonka węchowego z mózgiem

O ile ludzki węch, który nie jest gatunkowi niezbędny do przeżycia, należy do względnie słabo rozwiniętych zmysłów, to u większości ssaków jest zmysłem dominującym. Szacuje się, że człowiek potrafi zapamiętać i rozpoznać maksymalnie 10 tys. zapachów; pies – nawet 600 tys. Węch umożliwia zwierzętom orientację w przestrzeni, pomaga w zdobywaniu pokarmu i unikaniu zagrożeń. Może także służyć do komunikacji między osobnikami.

- Na poziomie nabłonka węchowego następuje jedynie recepcja bodźców zapachowych, czyli aktywacja receptorów węchowych w wyniku połączenia z właściwą substancją chemiczną. Świadomy odbiór wrażenia zapachowego, nazywany percepcją, następuje w węchomózgowiu – części kresomózgowia odpowiedzialnej m.in. za analizę bodźców węchowych.

- Drogę od receptorów węchowych do węchomózgowia, na której następuje analiza bodźców, nazywa się analizatorem węchowym. Zbudowana jest z połączonych kolejno komórek nerwowych. Śluzówka węchowa unerwiona jest przez nerw węchowy.

- Jama nosowa jest oddzielona od mózgu przez kość sitową, której nazwa pochodzi od jej charakterystycznej struktury. W kości sitowej występuje wiele cienkich otworów o niewielkiej średnicy, które niczym rurki łączą jamę nosową z mózgowiem. Przez te otwory przechodzą aksony nerwu węchowego, które przenoszą do węchomózgowia impulsy nerwowe z informacjami o odbieranych bodźcach zapachowych. Obecny w sklepieniu jamy nosowej nabłonek węchowy jest miejscem najbliższego kontaktu ośrodkowego układu nerwowego ze środowiskiem zewnętrznym. Stąd potrzeba ochrony rzęsek komórek węchowych przez komórki podstawne i podporowe oraz śluz gruczołów węchowych.

- Aksony nerwu węchowego, czyli połączenie ok. 20 aksonów komórek węchowych, przechodząc przez otwory w kości sitowej, docierają do najbardziej wysuniętej ku dołowi i przodowi części węchomózgowia – opuszki węchowej. Tworzą w niej połączenia synaptyczne z kolejnymi komórkami nerwowymi, nazywanymi komórkami mitralnymi. Z kolei ich aksony biegną przez pasmo węchowe do pozostałych części węchomózgowia i przyległych struktur kresomózgowia, w tym kory węchowej – pola 34 w płacie skroniowym.

- Komórki mitralne komunikują się z układem limbicznym, m.in. z ciałem migdałowatym, odpowiedzialnym za procesy emocjonalne, oraz hipokampem, który uczestniczy w utrwalaniu (konsolidacji) śladów pamięciowych.

Słownik

analizator węchowy

droga nerwowa od receptorów węchowych do miejsca w kresomózgowiu odpowiedzialnego za analizę i percepcję wrażeń węchowych

ciało migdałowate

struktura kresomózgowia należąca do układu limbicznego, uczestnicząca w generowaniu emocji i wyzwalaniu reakcji obronnej organizmu

hipokamp

parzysta struktura kresomózgowia należąca do układu limbicznego, uczestnicząca w procesach utrwalania śladów pamięciowych oraz pamięci przestrzennej

percepcja bodźca

świadomy odbiór bodźca na poziomie właściwej części kresomózgowia, możliwy jedynie wtedy, gdy informacja o bodźcu odebranym w receptorze dotrze do mózgu

recepcja bodźca

odbiór bodźca na poziomie komórki receptorowej

receptor błonowy

białko pełniące funkcję receptora sygnału; po kontakcie z bodźcem inicjuje kaskadę przewodzenia sygnału i reakcję komórki

węchomózgowie

część kresomózgowia związana z odbiorem i przetwarzaniem odebranych bodźców węchowych, a także utrwalaniem śladów pamięciowych

Animacja

Film pod tytułem: Czym charakteryzuje się budowa nabłonka węchowego?

Film dostępny pod adresem /preview/resource/RXlCX2HLeoSh4Otwiera się w nowym oknie

Nabłonek węchowy – lokalizacja, struktura i przekaźnictwo nerwowe.

Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Film pod tytułem: Czym charakteryzuje się budowa nabłonka węchowego?

Polecenie 1

Obejrzyj animację i przedstaw drogę analizatora węchowego.

Polecenie 2

Wyjaśnij znaczenie i sposób działania opuszki węchowej.

Sprawdź się

Pokaż ćwiczenia:

Ćwiczenie 1

Wskaż prawdziwe zdania opisujące narząd węchu.

Zaznacz prawidłowe odpowiedzi.

- Nabłonek węchowy wyścieła całą powierzchnię jamy nosowej.

- Nabłonek węchowy zawiera komórki węchowe oraz komórki podstawne i podporowe.

- Znajduje się w dolnej części jamy nosowej.

- Jest ograniczony od góry przez blaszkę kości sitowej.

- Nabłonek węchowy jest miejscem najbliższego kontaktu ośrodkowego układu nerwowego ze środowiskiem zewnętrznym.

Ćwiczenie 2

Wymyśl pytanie na kartkówkę związane z tematem materiału.

Poniższa ilustracja przedstawia model narządu węchu. Wstaw odpowiednie nazwy struktur we wskazane miejsca.

Usundrogi węchowe     Usungardło     Usunnerw węchowy     Usunnozdrza zewnętrzne     Usunopuszka węchowa     Usunjama nosowa

Ćwiczenie 3

Uporządkuj struktury kolejno biorące udział w przekazywaniu bodźca węchowego.

- Poziom 1:droga węchowa

- Poziom 2:opuszka węchowa

- Poziom 3:węchomózgowie, ciało migdałowate i hipokamp

- Poziom 4:nabłonek węchowy

Ćwiczenie 4

Przyporządkuj komórkom ich funkcje.

komórki podstawne i podporowe

odbiór zapachowych substancji chemicznychPołączony z: komórki podstawne i podporowe

komórki gruczołów węchowych

funkcja ochronna dla receptorów węchowychPołączony z: komórki gruczołów węchowych

komórki węchowe

produkcja śluzu pokrywającego nabłonek węchowyPołączony z: komórki węchowe

Ćwiczenie 5

Oceń prawdziwość stwierdzeń.

Stwierdzenie

Prawda

Fałsz

Recepcja bodźców zapachowych następuje w nabłonku węchowym, natomiast ich percepcja – w węchomózgowiu.

Analizator węchowy to droga od komórek gruczołów węchowych do węchomózgowia, na której następuje analiza bodźców.

Śluz pokrywający nabłonek węchowy pełni zarówno funkcję ochronną dla receptorów, jak i umożliwia rozpuszczanie substancji zapachowych, ułatwiając tym samym ich recepcję.

Ćwiczenie 6

Wymyśl pytanie na kartkówkę związane z tematem materiału.

Wstaw podpisy w odpowiednie miejsca na ilustracji.

UsunKomórka węchowa     UsunOpuszka węchowa     UsunGruczoł węchowy     UsunKomórka podstawna     UsunRzęski węchowe     UsunKość sitowa     UsunKomórka podporowa     UsunNabłonek węchowy

Ćwiczenie 7

Jedną z częściej zgłaszanych dolegliwości, nie tylko w gabinecie neurologicznym, ale również w poradni lekarza ogólnego, jest zaburzenie powonienia. Najczęstszym powodem upośledzenia węchu jest nieżyt błony śluzowej nosa. Upośledzenie węchu o charakterze przytępienia powonienia nazywane jest hiposmią, całkowity brak węchu – anosmią, a spaczony węch – parosmią. [...]

Należy pamiętać, że prawidłowy węch jest niezbędny do odczuwania smaku. Dlatego nierzadko chorzy z ubytkami powonienia skarżą się na spaczone odczuwanie smaku potraw.

Osłabienie lub całkowita utrata powonienia może występować fizjologicznie u osób w podeszłym wieku oraz przy okazji wielu innych jednostek chorobowych: alergicznego nieżytu błony śluzowej nosa, zapalenia zatok obocznych nosa, choroby Alzheimera czy choroby Parkinsona.

Indeks dolny Źródło: Neurologia – podręcznik dla studentów medycyny, redakcja naukowa: Wojciech Kozubski, Paweł P. Liberski.

Na podstawie powyższych informacji wyjaśnij, jaka może być przyczyna spadku łaknienia u osób w podeszłym wieku. Odpowiedź uzasadnij.

Ćwiczenie 8

Tabela 1. Porównanie granicy wyczuwalności substancji wonnych przez człowieka i psa.

Substancja

Próg wyczuwalności [cząsteczek/cmIndeks górny 33]

Człowiek

Pies

Kwas octowy*

5,0×10Indeks górny 1313

5,0×10Indeks górny 55

Kwas propionowy*

4,2×10Indeks górny 1111

2,5×10Indeks górny 55

Kwas masłowy*

7,0×10Indeks górny 99

9,0×10Indeks górny 33

Kwas walerianowy*

6,0×10Indeks górny 1010

3,5×10Indeks górny 44

Kwas kapronowy*

2,0×10Indeks górny 1111

4,0×10Indeks górny 44

Kwas kaprylowy*

2,0×10Indeks górny 1111

4,5×10Indeks górny 44

Merkaptan etylowy

2,0×10Indeks górny 1111

2,0×10Indeks górny 55

Merkaptan (składnik czosnku)

5,0×10Indeks górny 33

5,0×10Indeks górny 33

* wchodzą w skład potu ludzkiego.

Najniższe stężenie wonnej substancji, wywołujące odczuwanie zapachu, nazywa się stężeniem progowym lub progiem wyczuwalności. Stężenie progowe wyraża się w gramach wonnej substancji na litr powietrza lub liczbą cząsteczek w objętości [cmIndeks górny 3]. Poziom progowy określa się zwykle metodą naturalnego wąchania. Można również wprowadzać substancję wonną wprost do szczeliny węchowej. W tabeli 1. podano średnie wartości progu wyczuwalności określone dla człowieka i psa metodą naturalnego wąchania. Indeks dolny

Źródło: J. Lasa, A. Browarska-Walczowska, Zmysł węchu, kryminalistyka, metody analityczne, https://www.ifj.edu.pl.

Na podstawie powyższych informacji sformułuj wniosek dotyczący różnic w progu wyczuwalności substancji wonnych przez człowieka oraz psa badanych metodą naturalnego wąchania.

Dla nauczyciela

Autor: Anna Juwan

Przedmiot: Biologia

Temat: Nabłonek węchowy – lokalizacja, struktura i przekaźnictwo nerwowe

Grupa docelowa: uczniowie III etapu edukacyjnego – kształcenie w zakresie podstawowym i rozszerzonym

Podstawa programowa:

Zakres podstawowy

Treści nauczania – wymagania szczegółowe

V. Budowa i fizjologia człowieka.

7. Regulacja nerwowa. Uczeń:

9) przedstawia budowę i rolę zmysłu smaku i węchu;

Zakres rozszerzony

Treści nauczania – wymagania szczegółowe

XI. Funkcjonowanie zwierząt.

2. Porównanie poszczególnych czynności życiowych zwierząt, z uwzględnieniem struktur odpowiedzialnych za ich przeprowadzanie.

6) Regulacja nerwowa. Uczeń:

l) przedstawia budowę i rolę zmysłu smaku i węchu,

Kształtowane kompetencje kluczowe:

- kompetencje cyfrowe;

- kompetencje osobiste, społeczne i w zakresie umiejętności uczenia się;

- kompetencje matematyczne oraz kompetencje w zakresie nauk przyrodniczych, technologii i inżynierii.

Cele operacyjne (językiem ucznia):

- Wskażesz lokalizację narządu węchu.

- Opiszesz budowę nabłonka węchowego oraz wymienisz jego funkcje.

- Opiszesz drogę analizatora węchowego.

Strategie nauczania:

- konstruktywizm;

- konektywizm.

Metody i techniki nauczania:

- z użyciem komputera;

- ćwiczenia interaktywne;

- analiza animacji;

- gwiazda pytań;

- prezentacja;

- analiza tekstu źródłowego.

Formy pracy:

- praca indywidualna;

- praca w parach;

- praca w grupach;

- praca całego zespołu klasowego.

Środki dydaktyczne:

- komputery z głośnikami, słuchawkami i dostępem do internetu;

- zasoby multimedialne zawarte w e-materiale;

- tablica interaktywna/tablica, pisak/kreda.

Przed lekcją:

1. Chętny/wybrany uczeń pozyskuje samodzielnie informacje dotyczące olfaktometrii, obejmujące rolę nabłonka węchowego w badaniach węchu, i przygotowuje krótką prezentację na ten temat.

Przebieg lekcji

Faza wstępna:

1. Odwołanie do wcześniejszej wiedzy. Nauczyciel prosi wybranych lub chętnych uczniów o przypomnienie wiadomości na temat budowy narządu zmysłu węchu u zwierząt oraz człowieka i wskazanie roli nabłonka węchowego. Następnie pyta uczniów, czy w odniesieniu do przedstawionych informacji potrafią wyjaśnić, dlaczego węch u psów jest bardziej czuły niż u człowieka.

2. Nauczyciel wyświetla informacje zawarte w sekcji „Wprowadzenie”. Po zapoznaniu się z tekstem oraz celami lekcji uczniowie formułują kryteria sukcesu.

Faza realizacyjna:

1. Praca z e-materiałem. Uczniowie indywidualnie zapoznają się z treścią e-materiału w sekcji „Przeczytaj”. Następnie zapoznają się z animacją wyświetloną przez nauczyciela i w parach wykonują polecenie nr 1: „Przedstaw drogę analizatora węchowego”. Swoje odpowiedzi porównują z innym zespołem.

2. Gwiazda pytań. Nauczyciel dzieli uczniów na trzy grupy, a następnie rozdaje każdej z nich schemat „gwiazdy pytań” (zob. materiały pomocnicze). Uczniowie na podstawie e-materiału oraz innych źródeł mają za zadanie opracować odpowiedzi na pytania widniejące na schemacie. Następnie każdy zespół dopisuje pozostałe, własne pytania i daje je do rozwiązania innej grupie.

Wybrani przez nauczyciela uczniowie kolejno prezentują wyniki prac swojego zespołu.

3. Prezentacja. Wybrany przed lekcją uczeń prezentuje efekty swojej pracy. Nauczyciel w razie potrzeby dopowiada informacje lub koryguje błędy, odpowiada na pytania uczniów.

4. Utrwalanie wiedzy i umiejętności. Uczniowie dobierają się w pary i wykonują ćwiczenia nr 7 (dotyczące spadku łaknienia u osób w podeszłym wieku – na podstawie tekstu źródłowego) i nr 8 (dotyczące granicy wyczuwalności substancji wonnych przez człowieka i psa – na podstawie tekstu źródłowego) w sekcji „Sprawdź się”. Następnie konsultują swoje rozwiązania z inną parą uczniów i ustalają jedną wersję odpowiedzi.

Faza podsumowująca:

1. Uczniowie w ramach podsumowania porządkują w odpowiedniej kolejności struktury biorące udział w przekazywaniu bodźca węchowego (ćwiczenie nr 3).

2. Nauczyciel prosi uczniów o rozwinięcie zdań: „Dziś nauczyłem/nauczyłam się…”, „Zrozumiałem/zrozumiałam, że…”, „Zaskoczyło mnie…”, „Dowiedziałem/dowiedziałam się...”.

3. Nauczyciel wyświetla temat lekcji i cele zawarte w sekcji „Wprowadzenie”, podsumowuje omawiany na lekcji materiał, wyjaśnia wątpliwości uczniów.

Praca domowa:

1. Wykonaj ćwiczenia nr 1 i 2 oraz od 4 do 6 z sekcji „Sprawdź się”.

Materiały pomocnicze:

- Jane B. Reece i in., „Biologia Campbella”, tłum. K. Stobrawa i in., Dom Wydawniczy REBIS, Poznań 2021.

- „Encyklopedia szkolna. Biologia”, red. Marta Stęplewska, Robert Mitoraj, Wydawnictwo Zielona Sowa, Kraków 2006.

- Daniel McLaughlin, Jonathan Stamford, David White, Krótkie wykłady. Fizjologia człowieka, tłum. Joanna Gromadzka-Ostrowska, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2022.

Załącznik 1. Gwiazda pytań.

Plik o rozmiarze 71.13 KB w języku polskim

Dodatkowe wskazówki metodyczne:

- Uczniowie mogą przed lekcją zapoznać się z materiałem w sekcji „Animacja”, aby aktywnie uczestniczyć w zajęciach i pogłębić swoją wiedzę.

Table of Contents

Wprowadzenie

Przeczytaj

Animacja

Sprawdź się

Dla nauczyciela