Układ nerwowy człowieka przeprowadza złożone procesy analityczne i syntetyczne, które zapewniają szybką adaptację narządów i układów do zmian środowiska zewnętrznego i wewnętrznego. Postrzeganie bodźców ze świata zewnętrznego następuje dzięki strukturze, która obejmuje procesy neuronów aferentnych zawierających komórki glejowe oligodendrocytów, czyli lemmocytów. Zamieniają bodźce zewnętrzne lub wewnętrzne w zjawiska bioelektryczne zwane pobudzeniem lub impulsem nerwowym. Takie struktury nazywane są receptorami. W tym artykule zbadamy strukturę i funkcje receptorów różnych ludzkich układów sensorycznych.
Rodzaje zakończeń nerwowych
W anatomii istnieje kilka systemów ich klasyfikacji. Najczęstszy dzieli receptory na proste (składają się z procesów jednego neuronu) i złożone (grupa neurocytów i pomocniczych komórek glejowych jako część wysoce wyspecjalizowanego narządu zmysłów). Na podstawie struktury procesów sensorycznych.dzielą się na pierwotne i wtórne zakończenia neurocytu dośrodkowego. Należą do nich różne receptory skórne: nocyceptory, mechanoreceptory, baroreceptory, termoreceptory, a także procesy nerwowe unerwiające narządy wewnętrzne. Wtórne to pochodne nabłonka, które w odpowiedzi na podrażnienie tworzą potencjał czynnościowy (receptory smaku, słuchu, równowagi). Pręciki i czopki światłoczułej błony oka - siatkówki - zajmują pozycję pośrednią między pierwotnymi i wtórnymi zakończeniami nerwów wrażliwych.
Inny system klasyfikacji opiera się na takiej różnicy, jak rodzaj bodźca. Jeśli podrażnienie pochodzi ze środowiska zewnętrznego, jest odbierane przez zewnętrzne receptory (na przykład dźwięki, zapachy). A podrażnienie przez czynniki środowiska wewnętrznego jest analizowane przez interoreceptory: trzewne, proprioreceptory, komórki rzęsate aparatu przedsionkowego. Tak więc funkcje receptorów układów czuciowych są determinowane przez ich budowę i umiejscowienie w narządach zmysłów.
Koncepcja analizatorów
Aby rozróżniać i rozróżniać warunki środowiskowe i przystosować się do nich, osoba ma specjalne struktury anatomiczne i fizjologiczne zwane analizatorami lub systemami sensorycznymi. Rosyjski naukowiec I. P. Pawłow zaproponował następujący schemat ich struktury. Pierwsza sekcja została nazwana peryferyjną (receptorem). Drugi jest przewodzący, a trzeci centralny lub korowy.
Na przykład wizualny system sensoryczny obejmuje wrażliwekomórki siatkówki - pręciki i czopki, dwa nerwy wzrokowe, a także strefa kory mózgowej zlokalizowana w jej części potylicznej.
Niektóre analizatory, takie jak wspomniane już wzrokowe i słuchowe, zawierają poziom przedreceptorowy - pewne struktury anatomiczne, które poprawiają percepcję odpowiednich bodźców. W przypadku układu słuchowego jest to ucho zewnętrzne i środkowe, w przypadku układu wzrokowego część oka załamująca światło, w tym twardówka, ciecz wodnista przedniej komory oka, soczewka i ciało szkliste. Skoncentrujemy się na peryferyjnej części analizatora i odpowiemy na pytanie, jaką funkcję pełnią zawarte w niej receptory.
Jak komórki odbierają bodźce
W ich błonach (lub w cytozolu) znajdują się specjalne cząsteczki składające się z białek, a także złożone kompleksy - glikoproteiny. Substancje te pod wpływem czynników środowiskowych zmieniają swoją konfigurację przestrzenną, co stanowi sygnał dla samej komórki i zmusza ją do odpowiedniej reakcji.
Niektóre substancje chemiczne, zwane ligandami, mogą oddziaływać na procesy sensoryczne komórki, powodując w niej transbłonowe prądy jonowe. Białka osocza o właściwościach receptywnych, wraz z cząsteczkami węglowodanów (tzw. receptorami), pełnią funkcje antenowe - dostrzegają i różnicują ligandy.
Kanały jonotropowe
Inny typ receptorów komórkowych - kanały jonotropowe zlokalizowane w błonie, zdolne do otwierania lub blokowania pod wpływemchemikalia sygnalizacyjne, takie jak receptor H-cholinergiczny, wazopresyna i receptory insuliny.
Struktury wykrywania wewnątrzkomórkowego to czynniki transkrypcyjne, które wiążą się z ligandem, a następnie wchodzą do jądra. Powstają ich związki z DNA, które wzmacniają lub hamują transkrypcję jednego lub więcej genów. Zatem głównymi funkcjami receptorów komórkowych są percepcja sygnałów środowiskowych i regulacja reakcji metabolizmu tworzyw sztucznych.
Statywy i stożki: struktura i funkcje
Te receptory siatkówkowe reagują na bodźce świetlne - fotony, które wywołują proces wzbudzania w zakończeniach nerwowych. Zawierają specjalne pigmenty: jodopsynę (szyszki) i rodopsynę (pręciki). Pręciki są podrażnione zmierzchem i nie są w stanie rozróżnić kolorów. Czopki odpowiadają za widzenie kolorów i dzielą się na trzy typy, z których każdy zawiera osobny fotopigment. Tak więc funkcja receptora oka zależy od tego, jakie światłoczułe białka zawiera. Pręciki odpowiadają za percepcję wzrokową przy słabym oświetleniu, a czopki odpowiadają za ostrość wzroku i percepcję kolorów.
Skóra jest organem zmysłów
Zakończenia nerwowe neuronów wchodzących do skóry właściwej różnią się budową i reagują na różne bodźce środowiskowe: temperaturę, ciśnienie, kształt powierzchni. Funkcja receptorów skóry polega na odbieraniu i przekształcaniu bodźców w impulsy elektryczne (proces wzbudzenia). Receptory nacisku obejmują ciała Meissnera znajdujące się w środkowej warstwie skóry - skórze właściwej, zdolnej do rozrzedzaniadyskryminacja bodźców (mają niski próg wrażliwości).
Ciała Paciniego należą do baroreceptorów. Znajdują się w tłuszczu podskórnym. Funkcje receptora – nocyceptora bólu – to ochrona przed bodźcami patogennymi. Oprócz skóry takie zakończenia nerwowe znajdują się we wszystkich narządach wewnętrznych i wyglądają jak rozgałęzione procesy doprowadzające. Termoreceptory można znaleźć zarówno w skórze, jak i narządach wewnętrznych – naczyniach krwionośnych, częściach ośrodkowego układu nerwowego. Są one podzielone na ciepło i zimno.
Aktywność tych zakończeń czuciowych może wzrosnąć i zależy od tego, w jakim kierunku i z jaką prędkością zmienia się temperatura powierzchni skóry. Dlatego funkcje receptorów skóry są zróżnicowane i zależą od ich budowy.
Mechanizm percepcji bodźców słuchowych
Exteroreceptory to komórki rzęsate, które są bardzo wrażliwe na odpowiednie bodźce - fale dźwiękowe. Nazywa się je monomodalnymi i są wtórnie wrażliwe. Znajdują się w narządzie Corti ucha wewnętrznego, będąc częścią ślimaka.
Struktura organów Cortiego jest podobna do harfy. Receptory słuchowe są zanurzone w perylimfie i mają na końcach grupy mikrokosmków. Wibracje płynu powodują podrażnienie komórek rzęsatych, które zamieniają się w zjawiska bioelektryczne - impulsy nerwowe, czyli funkcje receptora słuchowego - jest to percepcja sygnałów, które mają postać fal dźwiękowych i ich przekształcenie w procespodniecenie.
Skontaktuj się z kubkami smakowymi
Każdy z nas preferuje jedzenie i picie. Postrzegamy gamę smakową produktów spożywczych za pomocą narządu smaku – języka. Zawiera cztery rodzaje zakończeń nerwowych, zlokalizowane w następujący sposób: na końcu języka - kubki smakowe, które rozróżniają słodkie, u nasady - gorzkie i słone i kwaśne, rozróżniają receptory na bocznych ściankach. Drażniące dla wszystkich typów zakończeń receptorów są cząsteczki chemiczne postrzegane przez mikrokosmki kubków smakowych, które działają jak anteny.
Funkcją receptora smaku jest odszyfrowanie bodźca chemicznego i przełożenie go na impuls elektryczny, który przemieszcza się wzdłuż nerwów do strefy smakowej kory mózgowej. Należy zauważyć, że brodawki działają w parze z zakończeniami nerwowymi analizatora węchowego zlokalizowanymi w błonie śluzowej jamy nosowej. Wspólne działanie dwóch systemów sensorycznych wzmacnia i wzbogaca doznania smakowe osoby.
Zagadka zapachu
Podobnie jak smak, analizator węchowy reaguje swoimi zakończeniami nerwowymi na molekuły różnych substancji chemicznych. Sam mechanizm, za pomocą którego związki zapachowe podrażniają opuszki węchowe, nie został jeszcze w pełni poznany. Naukowcy sugerują, że cząsteczki sygnalizujące zapachy oddziałują z różnymi neuronami czuciowymi w błonie śluzowej nosa. Inni badacze przypisują stymulację receptorów węchowych temu, że cząsteczki sygnalizacyjne mają wspólne grupy funkcyjne (np. aldehydlub fenolowe) z substancjami zawartymi w neuronie czuciowym.
Funkcje receptora węchowego polegają na postrzeganiu podrażnienia, jego różnicowaniu i przekładaniu na proces wzbudzania. Całkowita liczba opuszek węchowych w błonie śluzowej jamy nosowej sięga 60 milionów, a każda z nich jest wyposażona w dużą liczbę rzęsek, dzięki czemu całkowita powierzchnia kontaktu pola receptorowego z cząsteczkami substancje chemiczne - zapachy.
Zakończenia nerwowe aparatu przedsionkowego
W uchu wewnętrznym znajduje się narząd odpowiedzialny za koordynację i konsekwencję czynności ruchowych, utrzymywanie ciała w stanie równowagi, a także uczestniczący w odruchach orientacyjnych. Ma postać kanałów półkolistych, nazywana jest labiryntem i jest anatomicznie połączona z narządem Cortiego. W trzech kanałach kostnych znajdują się zakończenia nerwowe zanurzone w endolimfie. Podczas przechylania głowy i tułowia oscyluje, co powoduje podrażnienie na końcach zakończeń nerwowych.
Sam receptory przedsionkowe – komórki rzęsate – mają kontakt z błoną. Składa się z małych kryształków węglanu wapnia – otolitów. Wraz z endolimfą zaczynają się również poruszać, co działa drażniąco na procesy nerwowe. Główne funkcje receptora w kanale półkolistym zależą od jego umiejscowienia: w workach workowych reaguje na grawitację i kontroluje równowagę głowy i ciała w spoczynku. Zakończenia czuciowe znajdujące się w ampułkach narządu równowagi kontrolują zmianę ruchów części ciała (grawitacja dynamiczna).
Rola receptorów w formacjiłuki refleksyjne
Cała doktryna odruchów, od badań R. Kartezjusza do fundamentalnych odkryć I. P. Pavlova i I. M. Sechenova, opiera się na idei aktywności nerwowej jako odpowiedniej odpowiedzi organizmu na działanie bodźce środowiska zewnętrznego i wewnętrznego, realizowane przy udziale ośrodkowego układu nerwowego - mózgu i rdzenia kręgowego. Niezależnie od odpowiedzi, prostej, na przykład szarpnięcia kolanem, lub tak bardzo złożonej jak mowa, pamięć lub myślenie, jej pierwszym ogniwem jest odbiór - percepcja i rozróżnianie bodźców według ich siły, amplitudy, intensywności.
Takie zróżnicowanie jest dokonywane przez systemy sensoryczne, które IP Pavlov nazwał „mackami mózgu”. W każdym analizatorze receptor działa jak anteny, które wychwytują i sondują bodźce środowiskowe: fale świetlne lub dźwiękowe, cząsteczki chemiczne i czynniki fizyczne. Fizjologicznie normalna aktywność wszystkich bez wyjątku układów czuciowych zależy od pracy pierwszego odcinka, zwanego obwodowym lub receptorem. Wszystkie łuki refleksyjne (odruchy) bez wyjątku pochodzą z niego.
Plektrony
Są to substancje biologicznie czynne, które przenoszą wzbudzenie z jednego neuronu na drugi w specjalnych strukturach - synapsach. Wydzielane są przez akson pierwszego neurocytu i działając drażniąco wywołują impulsy nerwowe w zakończeniach receptorów następnej komórki nerwowej. Dlatego struktura i funkcje mediatorów i receptorów są ze sobą ściśle powiązane. Co więcej, niektóreneurocyty są w stanie wydzielać dwa lub więcej przekaźników, takich jak kwas glutaminowy i asparaginowy, adrenalina i GABA.
