Struktura in funkcije receptorja senzoričnih sistemov. Glavne funkcije celičnih receptorjev

Človeški živčni sistem izvaja kompleksne analitične in sintetične procese, ki zagotavljajo hitro prilagajanje organov in sistemov spremembam v zunanjem in notranjem okolju. Percepcija dražljajev iz zunanjega sveta je posledica strukture, ki vključuje procese aferentnih nevronov, ki vsebujejo glialne oligodendrocitne celice ali lemocite. Pretvarjajo zunanje ali notranje dražljaje v bioelektrične pojave, imenovane vzbujanje ali živčni impulz. Takšne strukture imenujemo receptorji. V tem članku bomo preučili strukturo in funkcije receptorjev različnih človeških senzoričnih sistemov.

Vrste živčnih končičev

V anatomiji obstaja več sistemov za njihovo razvrstitev. Najpogostejši delijo receptorje v preproste receptorje (sestavljene iz procesov enega nevrona) in kompleksne (skupina nevrokitov in glialnih pripomočkov glia v ozko specializiranem smislu). Na podlagi strukture senzoričnih procesov. delijo se na primarne in sekundarne končnice centripetalnega nevrocita. Ti vključujejo različne receptorje kože: nociceptors, mechanoreceptors, baroreceptors, thermoreceptors, kot tudi živčni procesi, ki inervirajo notranje organe. Sekundarni so derivati ​​epitelija, ki ustvarjajo akcijski potencial kot odgovor na stimulacijo (receptorji za okus, sluh, ravnotežje). Palice in stožci fotosenzitivna membrana oči - mrežnica - zaseda vmesni položaj med primarnim in sekundarnim čutnim živčnim končanjem.

Drugi sistem razvrščanja temelji na takšni razliki kot vrsta dražljajev. Če stimulacija izhaja iz zunanjega okolja, se zaznajo eksteroceptorji (npr. Zvoki, vonji). In draženje dejavnikov notranjega okolja analizirajo interoreceptorji: visceralni, proprioceptorji, lasne celice vestibularnega aparata. Tako so funkcije receptorjev senzoričnih sistemov posledica njihove strukture in lokacije v čutnih organih.

Koncept analizatorjev

Za razlikovanje in diferenciranje pogojev zunanjega okolja in prilagajanje nanj, ima oseba posebne anatomske in fiziološke strukture, imenovane analizatorje ali senzorične sisteme. Ruski znanstvenik IP Pavlov je predlagal naslednjo shemo svoje strukture. Prvi oddelek je bil imenovan periferen (receptor). Drugi - dirigent, in tretji - osrednji ali kortikalni.

Na primer, vizualni senzorski sistem vključuje mrežnice čutilne celice - palice in stožcev dva optičnega živca in skorjo, ki se nahajajo v zadnjem delu tega.

Nekateri analizatorji, kot so že omenjeni vizualni in slušni, vključujejo nivo pred-receptorja - določene anatomske strukture, ki izboljšajo dojemanje ustreznih dražljajev. Za slušno je zunanji in srednji ušes, za vizualni sistem - ognjevarni del očesa, ki vključuje sklero, vodo vlago prednje komore očesa, lečo, stekleno. Stopili bomo na periferijo analizatorja in odgovorili na vprašanje, kakšna je funkcija receptorjev, vključenih v to analizo.

Kako celice zaznajo dražljaje

V svojih membranah (ali v citosolu) so posebne molekule, ki jih sestavljajo proteini, pa tudi kompleksni kompleksi - glikoproteini. Pod vplivom okoljskih dejavnikov te snovi spremenijo svojo prostorsko konfiguracijo, ki služi kot signal sami celici in jo prisili, da se ustrezno odzove.

Nekatere kemikalije, imenovane ligandi, lahko vplivajo na senzorične procese v celici, kar povzroči nastanek transmembranskih ionskih tokov. Beljakovine Plasmalemma, ki imajo receptivne lastnosti, skupaj z molekulami ogljikovih hidratov (tj. Receptorji), opravljajo funkcije zaznavanja in zaznavanja ligandov.

Ionotropni kanali

Druga vrsta celičnimi receptorji - ionotropne kanali, ki se nahajajo v membrani, sposobnost, da se odpre ali zamašen pod vplivom kemični signal vesschestv primer H-holinergični receptor, vazopresin, in inzulinski receptor.

Intracelične senzorične strukture vključujejo transkripcijske faktorje, ki se vežejo na ligand in nato prodrejo v jedro. Formirajo spojine z DNA, ki povečujejo ali zavirajo transkripcijo enega ali več genov. Tako so glavne funkcije celičnih receptorjev zaznavanje signalov iz zunanjega okolja in regulacija reakcij plastičnega metabolizma.

Palice in stožci: struktura in funkcije

Ti retinalni receptorji se odzivajo na lahke dražljaje - fotone, ki povzročajo proces vzbujanja na živčnih končicah. Vsebujejo posebne pigmente: jodpsin (stožce) in rodopsin (palice). Palice dražijo sama svetloba in ne morejo razlikovati barv. Stožci so odgovorni za barvni vid in so razdeljeni na tri vrste, od katerih vsaka vsebuje ločen fototerm. Tako je funkcija očesnega receptorja odvisna od tega, katere fotosenzitivne beljakovine vsebuje. Palice povzročijo vizualno zaznavanje pri šibki svetlobi, in stožci so odgovorni za ostrino vida in zaznavo barve.

Koža je organ čutov

Nervni zaključki nevronov, ki vstopajo v dermis, se razlikujejo po strukturi in reagirajo na različne okoljske dražljaje: temperaturo, pritisk, obliko površine. Funkcije kožnih receptorjev naj zaznajo in spremenijo dražljaje v električne impulze (proces vzbujanja). Receptorji za tlak vključujejo Meissnerjevo telo, ki se nahajajo v srednjem sloju kože - dermis, sposoben subtilne diskriminacije dražljajev (imajo majhen prag občutljivosti).

Barocerekeptorji vključujejo Paciniovo telo. Nahajajo se v podkožni maščobi. Funkcije receptorske - nociceptor bolečine - je zaščita pred patogeni dražilnimi učinki. Poleg kože so takšni živčni konci nameščeni v vseh notranjih organih in imajo obliko razpadanja aferentnih procesov. Termoreceptorje lahko najdemo tako v koži kot v notranjih organih - krvnih žilah, delih centralnega živčnega sistema. Razvrščeni so v termično in hladno.

Dejavnost teh čutnih končnic se lahko poveča in je odvisna od smeri in hitrosti, s katero se spremeni površinska temperatura kože. Zato so funkcije kožnih receptorjev raznolike in odvisne od njihove strukture.

Mehanizem percepcije slušnih dražljajev

Exteroreceptors so lase celice, ki imajo visoko občutljivost za ustrezne dražljaje - zvočni valovi. Imenujejo se monomodalne in so sekundarno občutljive. Nahaja se v organu skorje notranjega ušesa, ki vstopa v polž.

S svojim razporedom korta je organ kot harfa. Auditni receptorji so potopljeni v perilimf in imajo na svojih koncih skupino mikrovilov. nihanja tekočine povzroči draženje las celice, ki poteka v bioelektričnih pojavov - živčnih impulzov, tj sluha receptorske funkcije - .. je zaznava signale, ki imajo obliko zvočnih valov in njihovo preoblikovanje v proces vzbujanja.

Okusite kontaktne receptorje

Vsak od nas ima prednost pri hrani in pijači. Okus palete hrane, ki jo zaznamo s pomočjo okusnega organa - jezika. Vsebuje štiri vrste živčnih končičih lokalizirani, kot sledi: konica peresa - Okusna papile razlikujejo sladek, na koreninah - grenke, kislo in slano in prepoznavni receptorje stranskih sten. Dražilna sredstva za vse vrste receptorskih končnic so molekule kemičnih snovi, ki jih zaznajo microvilli okusnih čebulic, ki opravljajo funkcije antene.

Funkcije receptorja okusa - dekodirati kemični dražljaj in ga prenesti v električni impulz, ki prihaja vzdolž živcev v okusu okusa možganske skorje. Treba je opozoriti, da papili delujejo v povezavi z živčnimi končnicami vohalnih analizatorjev, ki se nahajajo v sluznici nosne votline. Skupno delovanje dveh senzoričnih sistemov izboljšuje in bogati občutke okusa osebe.

Skrivnost vonja

Tako kot okus, vohalni analizator s svojimi živčnimi konicami reagira na molekule različnih kemikalij. Mehanizem, s katerim dišavne spojine dražijo vonjalne čebulice, do konca še niso preučevali. Znanstveniki domnevajo, da signalne molekule vonja komunicirajo z različnimi senzornimi nevroni nosne sluznice. Drugi raziskovalci povezujejo draženje vohalnih receptorjev z dejstvom, da imajo signalne molekule skupne funkcionalne skupine (na primer aldehid ali fenol) s snovmi, ki vstopajo v senzorični nevron.

Funkcije vohalnih receptorjev so zaznavanje draženja, njeno diferenciacijo in prevajanje v proces vzbujanja. Skupaj vohalnih žarnice v sluznico nosne votline doseže 60 milijonov od katerih je vsak opremljen z velikim številom bičkov, da bi povečali celotno območje stika med polju receptorja molekul s kemikalijami - vonjav.

Nervni konci vestibularnega aparata

V notranjem ušesu je organ, odgovoren za usklajevanje in usklajevanje motoričnih dejanj, vzdrževanje telesa v stanju ravnotežja in tudi sodelovanje v orientacijskih refleksih. Ima obliko polkrožnih kanalov, imenovanih labirint in je anatomsko povezana s Cortijevim organom. V treh koščenih kanalih so v endolimfu potopljeni živčni konci. Z nagibi glave in trupa oscilira, kar povzroča draženje na koncih živčnih končičev.

Vestibularni receptorji, same lase, se dotaknite membrane. Sestavljen je iz majhnih kristalov kalcijevih karbonatov - otolitov. Skupaj z endolimfom se začnejo premikati, kar služi kot dražilno za živčne procese. Glavne funkcije polkrožnega receptorja kanala so odvisne od njegove lokacije: v vrečah reagira na težo in uravnava ravnotežje glave in telesa v mirovanju. Senzorični konci, ki so v ampulah telesa ravnotežja, nadzorujejo spremembo gibanja delov telesa (dinamična gravitacija).

Vloga receptorjev pri oblikovanju refleksnih lokov

Ali doktrino refleksov, ki sega od študij Descartesa in do temeljnih odkritij Pavlov in Sechenov, ki temelji na konceptu nevronske aktivnosti kot ustrezen odziv organizma na izpostavljenosti dražljaje zunanjega in notranjega okolja, ki se izvaja v sodelovanju z osrednjega živčnega sistem - možgane in hrbtenjače. Ne glede na odgovor, preprosto, na primer, refleksni kolenast kreten, ali kot super zapleteno kot govor, spomin ali razmišljanje, je njegova prva povezava sprejem - percepcija in diskriminacija dražljajev glede na njihovo moč, amplitudo, intenzivnost.

To razlikovanje izvajajo senzorični sistemi, ki jih je IP Pavlov imenoval "lovke možganov". V vsakem analizatorju receptor deluje kot antene, ki zajemajo in sondirajo okoljske dražljaje: svetlobne ali zvočne valove, molekule kemičnih snovi, fizikalni dejavniki. Fiziološko normalna aktivnost vseh senzoričnih sistemov brez izjeme je odvisna od dela prvega oddelka, imenovanega periferna, ali receptorja. Od njega vse izvira, brez izjeme refleksni loki (refleksi).

Mediatorji

To so biološko aktivne snovi, ki prenašajo vzbujanje iz enega nevrona v drugega v posebnih strukturah - sinapse. Izločajo jih iz aksona prvega nevrocesa in delujejo kot dražilno, povzročajo živčne impulze v koncih receptorjev naslednje živčne celice. Zato sta struktura in funkcije mediatorjev in receptorjev tesno povezana. Poleg tega so nekateri nevrociti sposobni izločati dva ali več oddajnikov, na primer glutamične in asparaginske kisline, epinefrin in GABA.