БИОФИЗИКА, 2019, том 64, № 4, с. 772-777

БИОФИЗИКА CЛОЖНЫX CИCТЕМ

УДК 612.861

ИЗМЕНЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ КИСЛОРОДА В ОБОНЯТЕЛЬНОМ

ЭПИТЕЛИИ КРЫСЫ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ОДОРАНТОВ

Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН,

199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, 6

E-mail: bigday50@mail.ru

Поступила в редакцию 16.04.2019 г.

После доработки 16.04.2019 г.

Принята к публикации 30.04.2019 г.

Представлены данные по изучению кислородного снабжения обонятельных клеток, необходимого

для осуществления химической и механической трансдукций, компоненты которых локализуются

в мембране обонятельных жгутиков, расположенных в слое обонятельной слизи. Исследования

проводили на изолированном обонятельном эпителии самцов крыс линии Вистар без признаков

ринита. Напряжение кислорода (pO₂) в обонятельной слизи измеряли микрополярографическим

методом до действия смесью пахучих веществ из н-бутанола и амилового спирта и при ее стимуля-

ции. Результаты показали, что в обонятельном эпителии существует почти четырехкратная разница

напряжения кислорода между слизью и орошающим раствором, что может свидетельствовать об

интенсивном диффузионном потоке кислорода в обонятельную слизь. Показано, что под действи-

ем одорантов pO₂ в слизи падает с 43,1 ± 1,8 мм рт. ст. до 35,9 ± 1,8 мм рт. ст. (n = 53). Снабжение

химической и механической функции обонятельных жгутиков кислородом из обонятельной слизи

может являться предпосылкой для высокой чувствительности и быстрой кинетики процессов обо-

нятельной трансдукции.

Ключевые слова: обоняние, обонятельный эпителий, кислородные микроэлектроды, напряжение

кислорода, одоранты.

DOI: 10.1134/S0006302919040173

Поддержание целостности живой структуры и

В настоящее время используются различные

выполнение любых видов полезной работы от-

методы для оценки потребления О₂ различными

дельных клеток, включая обонятельные, требует

тканями, в том числе и центральными отделами

больших энергетических затрат. Потребление

обонятельного анализатора. Так, методом двух-

кислорода в обонятельном эпителии нуждается в

фотонной флуоресцентной прижизненной мик-

количественной оценке в покое и при ольфактор-

роскопии картировали физиологические значе-

ной активности.

ния напряжения кислорода (pО₂) в покое у бодр-

В опытах на амфибиях ранее нами было пока-

ствующих нестрессируемых мышей в двух

зано, что восприятие запахов сопровождается ак-

областях мозга - в гломерулярном слое обоня-

тивацией клеточного дыхания [1]. Активность

тельной луковицы и в соматосенсорной коре. Бы-

обонятельных клеток в значительной степени за-

ли установлены величины pО₂ в различных отде-

висит от митохондриального окислительного ме-

лах обонятельного анализатора, кроме перифери-

таболизма для удовлетворения связанных с этим

ческого [4].

потребностей в энергии. Между тем жгутики вы-

полняют двойную сенсорную функцию, химиче-

Следует отметить некоторые особенности,

скую и механическую [2], внося вклад в высокую

связанные с доставкой кислорода к обонятель-

чувствительность обонятельного анализатора.

ным клеткам. Известно, что транспорт газов в

Обе эти функции нуждаются в достаточном обес-

тканях осуществляется по механизму диффузии.

печении кислородом. Надо отметить, что для их

Движущей силой этого транспорта является гра-

механической активности энергия требуется как

диент напряжения О₂ между кровью капилляров

в отсутствие пахучего стимула, так и при его воз-

и интерстицием. Напряжение кислорода влияет

действии [3]. Однако исследований снабжения

на диффузию, и пространственные различия pО₂

кислородом периферического отдела обонятель-

ного анализатора нам найти не удалось.

устанавливают диффузионные градиенты, кото-

772

ИЗМЕНЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ КИСЛОРОДА

773

рые являются неотъемлемой частью транспорта

рографического электрода в мозг показано, что

газа в теле [5].

рО₂ в артериолах падает в два раза на расстоянии

В составе обонятельной слизистой оболочки

в 100 мкм от сосудов. Следовательно, от капилля-

различают три основных компонента - эпите-

ров до обонятельных жгутиков оно может упасть

в шесть раз, а по мнению авторов, для предотвра-

лий, базальную мембрану и собственную пла-

стинку слизистой оболочки, содержащую слизи-

щения гипоксии при постоянном увеличении ак-

стые и серозные клетки, нервные пучки, пиг-

тивности нейронов требуется общее устойчивое

ментные клетки, лимфоидные клетки и

увеличение оксигенации ткани, чего может не

кровеносные капилляры. Под эпителием лежит

хватать при поступлении О₂ к обонятельным жгу-

базальная пластинка (или базальная мембрана).

тикам из капилляров [9].

Она обычно является четко определяемой одно-

Одним из методов оценки скорости потребле-

родной структурой [6].

ния кислорода тканями является полярографиче-

Таким образом, в обонятельном эпителии

ский метод, который использовали для оценки

рО₂ в различных тканях. Однако транспорт О₂ к

кровеносные сосуды снабжают кровью базаль-

ную часть обонятельной выстилки, тогда как все

обонятельным клеткам до сих пор не изучен, хотя

процессы восприятия запаха осуществляются на

важно знать не только стационарный уровень его

апикальной поверхности в обонятельных жгути-

потребления как обонятельными клетками, так и

ках, которые погружены в обонятельную слизь.

собственной пластинкой слизистой оболочки, но

Сюда же обращены и булавы дендритов обоня-

и изменение в связи с активацией этих клеток под

тельных клеток, которые увенчаны обонятельны-

действием одорантов. Известно, что кровь явля-

ми жгутиками. Именно в булавах локализуются

ется источником О₂ для тканей. Обонятельный

митохондрии, снабжающие процесс обонятель-

эпителий подвергается прямому действию окру-

ной трансдукции молекулами АТФ [7]. Булава со-

жающей среды, включая атмосферный кислород.

держит приблизительно две митохондрии; если

Поэтому логично предположить, что через обо-

предположить, что концентрация ATФ в жгутике

нятельную слизь может осуществляться его до-

составляет 1 мМ и скорость диффузии вдоль жгу-

ставка непосредственно к обонятельным клет-

тика равна 10 мкм за 500 мс, то АТФ из митохон-

кам. Однако этот вопрос остается открытым до

дрий булавы не может обеспечивать энергетиче-

настоящего времени.

ские нужды трансдукции, а также двигательную

Цель нашего исследования заключалась в про-

активность обонятельных жгутиков по всей их

верке предположения, что обонятельные клетки

длине, что предполагает наличие дополнительно-

эпителия могут обеспечиваться кислородом пу-

го источника АТФ.

тем его диффузии из атмосферы через обонятель-

Таким источником является глюкоза в обоня-

ную слизь.

тельной слизи, концентрация которой здесь до-

стигает 1 мМ. Кроме того, в жгутиках обонятель-

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

ных нейронов и микровиллах опорных клеток

крыс и жаб (Caudiverbera caudiverbera) локализует-

Опыты проводили на обонятельной выстилке

ся переносчик глюкозы GLUT3, а в жгутиках

самцов крыс линии Вистар массой 200-250 г (из

крыс - и гликолитические ферменты. Удаление

Биоколлекции Института физиологии им.

глюкозы и ингибирование гликолиза или окис-

И.П. Павлова РАН) в возрасте до четырех месяцев.

лительного фосфорилирования ослабляли реак-

Этот срок определялся тем, что начиная с него

цию на запах. Это свидетельствует о том, что гли-

уменьшается общее количество рецепторных кле-

колиз в жгутике и окислительное фосфорилиро-

ток в обонятельном эпителии этих животных [10].

вание в булаве вместе снабжают топливом хемо- и

В опытах использовали здоровых крыс без призна-

механотрансдукцию [8]. Таким образом, транс-

ков ринита, так как при этом заболевании погиба-

дукция запаха и механическая активность обоня-

ет большинство обонятельных клеток [10]. Экспе-

тельных жгутиков обеспечиваются АТФ, синтез

рименты проводили в соответствии с нормами

которого связан с окислительным фосфорилиро-

этики Института физиологии им. И.П. Павлова

ванием в дендрите и гликолизом в жгутиках с ис-

пользованием глюкозы, усваиваемой из слизи.

РАН, которые согласуются с Директивой Совета

Вероятно, именно так создаются условия для осу-

Европейского сообщества (86/609/EEC) по уходу

ществления быстрой реакции и высокой чувстви-

и использованию лабораторных животных. При-

тельности к обонятельному стимулу.

менение наркоза для проведения исследований на

ольфакторном эпителии не рекомендуется, по-

В таком случае время доставки кислорода к

местам его потребления короче из обонятельной

скольку он нарушает функциональное состояние

слизи, а не из капилляров, откуда кислороду у

рецепторных обонятельных нейронов. Поэтому

млекопитающих необходимо преодолеть рассто-

животных умерщвляли посредством цервикаль-

яние порядка 150-300 мкм. При введении поля-

ной дислокации.

БИОФИЗИКА том 64

№ 4

2019

774

БИГДАЙ и др.

линзой и поверхностью обонятельного эпителия

в процессе эксперимента составлял около 60-70

мкм. Увеличение оптической системы составля-

ло 150×, глубина просмотра эпителия - до 60-70

мкм.

Методику измерения локального pO₂ при не-

посредственном визуальном контроле за кончи-

ком микроэлектрода адаптировали для измере-

ний в зоне обонятельного эпителия препарата

крысы. Измерения pO₂ проводили при темпера-

туре 23 ± 1°C. Показания рО₂ непрерывно реги-

стрировали на ленте самописца КСП-4.

Рис. 1. Локальное измерение напряжения кислорода

с помощью кислородного микроэлектрода. Кончик

Фокусировку микроскопа проводили без сме-

микроэлектрода (2), прикрепленный к 3D-микро-

щения объектива относительно ткани с исполь-

манипулятору (3), располагается в центре фронталь-

ной линзы контактного эпиобъектива (1) микроско-

зованием специальной линзы, перемещаемой

па [5].

вдоль оптической оси внутри трубки микроскопа.

Микроскопическое изображение просматривали

на мониторе компьютера с использованием циф-

У крыс обонятельный эпителий располагается

ровой видеокамеры Moticam 2300 (Motic, Китай).

в дорзальном носовом ходу в задней части рако-

вин и прилежащей перегородке носа обонятель-

Орошение поверхности препарата проводили

ной области. После декапитации с головы снима-

при помощи многоканального перистальтиче-

ли кожу, удаляли нижнюю челюсть и отсекали

ского насоса BT100-1L (LongerPump, Китай). По-

верхние резцы. Затем проводили сагиттальный

дачу калибровочного орошающего раствора и

разрез головы строго по срединной линии, чтобы

раствора, содержащего одорант (смесь амилового

не повредить обонятельную выстилку животного.

спирта и н-бутанола в концентрации 0,8 мМ),

Сагиттальный распил головы животного закреп-

проводили по разным каналам. Скорости пото-

ляли в специально сконструированном фиксиру-

ков обеих жидкостей были одинаковыми и со-

ющем устройстве, которое помещали под объек-

ставляли 1,8 ± 0,1 мл/мин.

тив микроскопа и на протяжении всего экспери-

Микроэлектроды, используемые в нашем ис-

мента перфузировали раствором Рингера для

следовании, не были чувствительны к изменени-

теплокровных следующего состава (в мМ):

ям коэффициента диффузии кислорода в калиб-

NaCl - 125,0, KCl - 2,5, MgCl₂ - 1,0, CaCl₂ - 2,5,

ровочных и измерительных средах. После калиб-

NaH₂PO₄ - 1,3, HEPES - 20,0 D-глюкоза - 15.0

ровки микроэлектрод под прямым визуальным

(pH 7,4) при комнатной температуре.

контролем вводили в слой обонятельной слизи

при помощи микроманипулятора. Измерение

Напряжение кислорода измеряли посред-

рО₂ проводили до стимуляции одорантами, на их

ством платиновых микроэлектродов, изолиро-

фоне и после.

ванных стеклом, имеющих выемку (рецесс) на

торце, с диаметром кончика 5-8 мкм (включая

изоляцию). Электрод регистрирует ток, индуци-

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

руемый восстановлением О₂ на катоде, и вели-

В задачу нашего исследования входила оценка

чина этого тока пропорциональна pО₂ в сфере

изменений напряжения кислорода в обонятель-

ткани, окружающей кончик (диаметр которой

ной слизи в зоне обонятельного эпителия препа-

приблизительно в два раза больше кончика) [5].

рата крысы. pО₂ измерили в 53 локальных обла-

Электроды калибровали в аэрированном ороша-

стях от семи животных. Результаты эксперимен-

ющем растворе Рингера непосредственно перед

тов показали, что напряжение О₂ в обонятельной

началом измерения и периодически проверяли в

слизи без действия одорантов («в контроле») со-

каждой новой точке измерения. Обонятельный

ставило 43,1 ± 1,8 мм рт. ст. (n = 53) в отличие от

эпителий визуализировали с помощью микро-

157 ± 2 мм рт. ст. в калибровочном растворе. Это

скопа ЛЮМАМ К-1 (ЛОМО, Россия), оснащен-

свидетельствует о высоком градиенте напряже-

ного контактными эпиобъективами (рис. 1). Для

ния кислорода между атмосферным воздухом и

визуализации фронтальная линза объектива не-

обонятельной слизью в «контроле», который яв-

посредственно контактировала с обонятельной

ляется движущей силой диффузии газа в обоня-

слизью (без надавливания), причем зазор между

тельную слизь и в конечном итоге в митохондрии

БИОФИЗИКА том 64

№ 4

2019

ИЗМЕНЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ КИСЛОРОДА

775

клеток обонятельного эпителия и определяет

скорость поставки кислорода к тканям.

Поверхность эпителия весьма гетерогенна.

Сюда обращены мерцательные клетки, способ-

ные перемешивать обонятельную слизь, а также

обонятельные жгутики, которые обладают неупо-

рядоченной подвижностью. Они создают пло-

щадь поверхности, во много раз превосходящую

площадь обонятельных булав, увенчанных ими.

Обонятельные жгутики внедрены в тонкий слой

слизи, покрывающей эпителий, тем самым обес-

печивая специализированный компартмент для

жидкости, отделенный от интерстициальной

жидкости барьером из плотных контактов [11].

Это, с одной стороны, требует хорошего снабже-

ния кислородом, а с другой - также создает бла-

гоприятные условия для газообмена между сли-

зью и обонятельными жгутиками.

Рис. 2. Снижение напряжения кислорода в области

обонятельного эпителия крысы под воздействием

Поэтому в отсутствие одорантов кислород,

одорантов (смесь амилового спирта и н-бутанола в

растворенный в слизи, вероятно, обеспечивает

концентрации 0,8 мМ).

механические функции мерцательного и обоня-

тельного эпителиев. С этим, возможно, связана

большая разница между напряжением О₂ в ка-

обонятельные жгутики прекращают свои движе-

ния [3,12].

либровочном растворе и в обонятельной слизи,

наблюдаемая в наших экспериментах. Известно,

Показано, что под действием одорантов рО₂в

что обонятельный эпителий нуждается в постав-

слизи падает с 43,1 ± 1,8 мм рт. ст. до 35,9 ±

ках кислорода не только для поддержания жизне-

± 1,8 мм рт. ст. (n = 53). Однако оказалось, что

деятельности и функциональной активности

имеющегося клеточного состава, но и для непре-

величина этой реакции, выраженная в процен-

рывного нейрогенеза [6]. Однако такой путь в на-

тах от исходного уровня, в разных областях обо-

ших экспериментах мы можем не учитывать, по-

нятельного эпителия была различной (рис. 3).

скольку использовали изолированный эпителий,

Полученные реакции можно разделить на две

в котором процессы нейрогенеза, вероятно, от-

группы с нормальным распределением с макси-

сутствуют.

мумами наиболее вероятных реакций в

(12,0 ± 0,8) % и (31,8 ± 1,1) % относительно пер-

Результаты наших экспериментов показали,

что в 100% случаев под действием одорантов на-

пряжение кислорода в обонятельной слизи сни-

жалось (рис. 2).

Согласно закону Генри-Дальтона, концентра-

ция растворенного в жидкости газа пропорцио-

нальна его напряжению. Следовательно, падение

рО₂ в обонятельной слизи в присутствии обоня-

тельного раздражителя может свидетельствовать

об уменьшении содержания кислорода в ней. Это

связано с тем, что высокий градиент рО₂ между

слизью и митохондриями обонятельных клеток

способствует поступлению в них этого газа, по-

скольку кислород служит в качестве терминально-

го акцептора электронов при митохондриальном

окислительном фосфорилировании, что является

основной биохимической реакцией для генерации

энергии в форме АТФ.

Это предположение подтверждается результа-

тами экспериментов, проведенных нами ранее на

Рис. 3. Гистограмма распределения значений вели-

лягушках (Rana temporaria). В них было показано,

чины реакции на стимуляцию смесью амилового

спирта и н-бутанола в концентрации 0,8 мМ. Пики

что при ингибировании клеточного дыхания обо-

нормальных распределений находятся в точках

нятельные нейроны не реагируют на одоранты, а

(12,0 ± 0,8)% и (31,8 ± 1,1)%.

БИОФИЗИКА том 64

№ 4

2019

776

БИГДАЙ и др.

воначального уровня, причем в наибольшем ко-

чивают быструю циркуляцию крови, а микросо-

личестве локальных точек она достигала около

суды, которые омывают каждый орган,

12% (n = 39).

обеспечивают локально оптимальную поставку

О₂. Высоко контролируемая оксигенация клеток

Мы полагаем, что в основе такого разброса мо-

гут лежать следующие причины. Обонятельный

жизненно важна, особенно для тканей с высоки-

эпителий, как уже отмечалось, представляет со-

ми метаболическими потребностями [4].

бой весьма гетерогенную структуру. В его апи-

Так ли однозначно это происходит в ольфак-

кальную область обращены вершины различных

торном эпителии? Эксперименты на изолирован-

типов рецепторных клеток, случайным образом

ных препаратах обонятельного эпителия позво-

распределенных по эпителию. При этом не все из

ляют предположить, что снабжение кислородом

них являются зрелыми обонятельными нейрона-

процессов хемио- и механотрансдукции не нуж-

ми, способными реагировать на одоранты. Коли-

даются в его поступлении из крови. Об этом сви-

чество созревших клеток в каждой локальной об-

детельствуют и данные о сохранении этих про-

ласти может быть различным. Кроме того, в слой

цессов, полученных на трупном материале [14].

обонятельных клеток у млекопитающих инкор-

Единственным непосредственным источником

порированы мерцательные клетки [6,7]. Следова-

кислорода является обонятельная слизь, в кото-

тельно, кончик микроэлектрода не всегда был

рой он растворяется. Это предположение под-

размещен в зоне, обладающей наибольшим коли-

твердили результаты наших экспериментов. На-

чеством зрелых рецепторных клеток, от чего, ве-

блюдаемое нами снижение напряжения кислоро-

роятно, и зависела величина реакции на стиму-

да в слизи без стимуляции одорантами и при их

ляцию.

действии свидетельствует о потреблении обоня-

Потребление кислорода в ответ на действие за-

тельными клетками О₂, поступающего из нее.

пахов зависит также от того, реагируют рецептор-

Это обеспечивает быстрое его поступление к обо-

ные клетки на стимуляцию или нет. Чем больше

нятельным жгутикам, в которых локализуются

таких клеток, тем ответ будет интенсивнее. Из-

компоненты хемио- и механотрансдукции, кото-

вестно, что на данный пахучий раздражитель реа-

рые, как полагают, образуют функциональные

гируют лишь те зрелые обонятельные нейроны, в

элементы каскадов трансдукции, пространствен-

жгутиках которых локализуются специфические

но собранные в мультимерные комплексы, орга-

молекулярные рецепторы к нему. Обонятельные

низованные с помощью поддерживающих бел-

жгутики располагаются горизонтально в различ-

ков, которые заякоривают сигнальные сети к

ных направлениях, образуя сложную сеть, кото-

мембране обонятельных жгутиков [11]. Химиче-

рая выглядит как густой ворс, налагающийся на

ская и механическая функции обонятельных жгу-

микровиллы опорных клеток [13]. Следователь-

тиков требуют больших энергетических затрат.

но, величина реакции может зависеть от числа

Снабжение этих функций кислородом из обоня-

клеток, обонятельные жгутики которых экспрес-

тельной слизи может являться предпосылкой для

сируют рецепторы на данные одоранты. Чем их

высокой чувствительности и быстрой кинетики

больше попадает под электрод, тем большее по-

процессов обонятельной трансдукции. Таким об-

требление кислорода мы можем зарегистриро-

разом, оксигенация обонятельного эпителия свя-

вать. Этим, вероятно, можно объяснить варьиро-

зана с высокой чувствительностью перифериче-

вание величины изменения напряжения кисло-

ского отдела обонятельного анализатора.

рода, наблюдаемые в наших экспериментах.

Работа выполнена при финансовой поддержке

Итак, кислород жизненно важен для живых

Программы фундаментальных

клеток: он играет фундаментальную роль в их ме-

научных исследований государственных акаде-

таболизме. Однако простой диффузии молекул

мий на 2014-2020 годы (ГП-14, раздел 63).

газов в ткани, а также нутриентов недостаточно

для метаболических потребностей больших,

сложных и активных многоклеточных организ-

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

мов. Следовательно, необходимо обеспечить тка-

1. Я. Н. Руденко, Е. В. Бигдай и В. О. Самойлов,

ни и клетки оптимальными концентрациями

Науч.-технич. ведомости Санкт-Петербургского

кислорода.

государственного политехнического университета

Развито несколько стратегий, чтобы максими-

50, 90 (2007).

зировать захват и транспорт О₂ в органы. У мле-

2. Е. В. Бигдай и В. О. Самойлов, Биофизика 63 (6),

копитающих кислород абсорбируется легкими.

1146 (2018).

Из-за своей плохой растворимости он связывает-

3. Я. Н. Руденко, Е. В. Бигдай и В. О. Самойлов,

ся с гемоглобином, который находится внутри

Биофизика 52 (1), 88 (2007).

эритроцитов. Хорошо организованная сосуди-

стая сеть обеспечивает доставку оксигенирован-

4. D. Lyons, Doctoral dissertation (Université Pierre et

ных эритроцитов к тканям. Макрососуды обеспе-

Marie Curie-Paris V, 2015).

БИОФИЗИКА том 64

№ 4

2019

ИЗМЕНЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ КИСЛОРОДА

777

5. M. Sharan, E. P. Vovenko, A. Vadapalli, et al., J. Cereb.

10. J. W. Hinds, P. L. Hinds, and N. A. McNelly, Anat.

Blood Flow Metab. 28 (9), 1597 (2008).

Rec. 210 (2), 375 (1984).

6. C. R. Chen, C. Kachramanoglou, D. Li, et al., J. Neu-

11. J. Paysan and H. Breer, Pflügers Arch. 441 (5), 579

rol. Surg. B 75 (5), 293 (2014).

(2001).

7. А. А. Бронштейн, Обонятельные рецепторы

12. Е. В. Бигдай, В. О. Самойлов, Я. Н. Руденко и др.,

позвоночных (Наука, Л., 1977).

Вестн. Рос. Воен.-мед. академии 1 (11), 29 (2004).

8. P. S. Villar, R. Delgado, C. Vergara, et al., J. Neurosci.

13. T. Nomura, S. Takahashi, and T. Ushiki, Arch. Histol.

37 (23), 5736 (2017).

Cytol. 67 (2), 159 (2004).

9. A. Devor, S. Sakadžić, P. A. Saisan, et al., J. Neurosci.

14. В. О. Самойлов, Е. В. Бигдай, В. Э. Крыжановский

31 (38), 13676 (2011).

и др., Биофизика 58 (2), 269 (2013).

Changes in Oxygen Uptake Rate in Rat Olfactory Epithelium

under the Influence of Odorants

E.V. Bigday, E.A. Bezgacheva, E.P. Vovenko, and V.O. Samoilov

Pavlov Institute of Physiology, Russian Academy of Sciences,

nab. Makarova 6, St. Petersburg, 199034 Russia

This paper presents the results of a study focused on the oxygen supply to olfactory cells, which is required for ol-

factory signal transduction of chemical and mechanical stimuli triggered by olfactory receptors located in the

membrane of sensory cilia that extend into the mucus layer covering the olfactory epithelium. Studies were con-

ducted on olfactory epithelia isolated from male Wistar rats without rhinitis symptoms. The oxygen uptake rate in

the mucus covering the olfactory epithelium was measured by a micropolarographic method prior to a response to

odor molecules, a n-butanol and amyl alcohol mixture, and during activation of olfactory receptors. The results

showed that oxygen uptake rate was almost 4-fold higher between the mucus covering the olfactory epithelium and

the odor solution, suggesting an intense O₂-diffusion through the olfactory mucus. It has also been shown that un-

der the action of odorants, pO₂ in mucus decreased from 43.1 ± 1.8 mmHg to 35.9 ± 1.8 mmHg. The oxygen supply

to olfactory flagella from the olfactory mucus in response to chemical and mechanical stimuli might be a prereq-

uisite for high sensitivity and fast kinetics of olfactory transduction processes.

Keywords: smell, olfactory epithelium, oxygen microelectrodes, oxygen uptake rate, odorants

БИОФИЗИКА том 64

№ 4

2019