Struktura a funkce senzorových systémů receptorů. Hlavní funkce buněčných receptorů

Lidský nervový systém provádí komplexní analytické a syntetické procesy, které zajišťují rychlou adaptaci orgánů a systémů na změny ve vnějším a vnitřním prostředí. Vnímání podnětů z vnějšího světa je způsobeno strukturou, která zahrnuje procesy aferentních neuronů obsahujících gliální oligodendrocytové buňky nebo lemocyty. Převádějí externí nebo vnitřní stimuly na bioelektrické jevy nazvané excitace nebo nervový impuls. Takové struktury se nazývají receptory. V tomto článku budeme studovat strukturu a funkce receptorů různých lidských senzorických systémů.

Druhy nervových zakončení

V anatomii existuje několik systémů pro jejich klasifikaci. Nejčastější je rozdělení receptorů na jednoduché receptory (sestávající z procesů jednoho neuronu) a komplexu (skupina neurocytů a pomocných buněk glia v úzce specializovaném organismu). Na základě struktury senzorických procesů. jsou rozděleny na primární a sekundární zakončení centrivetálního neurocytu. Mezi ně patří různé receptory kůže: nociceptory, mechanoreceptory, baroreceptory, termoreceptory, stejně jako nervové procesy, které inervují vnitřní orgány. Sekundární jsou deriváty epitelu, které vytvářejí akční potenciál v odezvě na stimulaci (receptory pro chuť, sluch, rovnováhu). Tyčinky a kužely fotosenzitivní membrána oka - sítnice - zaujímá mezilehlou pozici mezi primárním a sekundárním senzorickým nervovým zakončením.

Jiný klasifikační systém je založen na takovém rozdílu, jako je typ podnětu. Pokud stimulace pochází z vnějšího prostředí, pak se vnímají exteroceptory (např. Zvuky, pachy). A podráždění faktory vnitřního prostředí je analyzováno interreceptory: viscerální, proprioceptory, vlasové buňky vestibulárního aparátu. Takže funkce receptorů senzorických systémů jsou způsobeny jejich strukturou a umístěním v smyslových orgánech.

Koncept analyzátorů

Aby člověk mohl rozlišovat a diferencovat podmínky vnějšího prostředí a přizpůsobit se mu, má speciální anatomické a fyziologické struktury nazvané analyzátory nebo senzorické systémy. Ruský vědec IP Pavlov navrhl následující schéma své struktury. První oddělení se nazývalo periferní (receptor). Druhý - vodič a třetí - centrální, nebo kortikální.

Například, vizuální systém senzor obsahuje sítnice senzorické buňky - pruty a kužele, dvě zrakový nerv a kůry mozkové se nachází v její zadní stranu.

Některé analyzátory, jako například již zmíněné vizuální a sluchové patří doretseptorny úroveň - určité anatomické struktury, zlepšení vnímání přiměřených podnětů. Pro tento sluchové vnějšího a středního ucha, pro vizuální systému - světlo lámat části oka, včetně bělma, komorové přední komory, čočky, sklivce. Zastavíme se na okraji analyzátoru a zodpovíme otázku, jaká je funkce receptorů, které se na něm podílejí.

Jak buňky vnímají podněty

Ve svých membránách (nebo v cytosolu) jsou speciální molekuly složené z proteinů, stejně jako komplexní komplexy - glykoproteiny. Pod vlivem environmentálních faktorů tyto látky mění svou prostorovou konfiguraci, která slouží jako signál pro samotnou buňku a přiměje ji, aby adekvátně reagovala.

Některé chemické látky, nazývané ligandy, mohou ovlivnit senzorické procesy buňky, což vede k tvorbě iontových proudů transmembrány. Plazmalemové proteiny, které mají receptivní vlastnosti, společně s molekulami sacharidů (tj. Receptory) plní funkce annten - vnímání a diferenciace ligandů.

Ionotropní kanály

Dalším typem buněčnými receptory - ionotropní kanálů umístěných v membráně, možnost otevřít nebo zablokovány pod vlivem chemický signál vesschestv například H-acetylcholinových receptorů, vasopresinu a inzulinových receptorů.

Intracelulární senzorické struktury zahrnují transkripční faktory, které se vážou na ligand a pak pronikají do jádra. Oni tvoří sloučeniny s DNA, které zvyšují nebo inhibují transkripci jednoho nebo více genů. Hlavními funkcemi buněčných receptorů jsou tedy vnímání signálů z vnějšího prostředí a regulace reakcí plastického metabolismu.

Tyčinky a kužele: struktura a funkce

Tyto retinální receptory reagují na světelné stimuly - fotony, které způsobují excitační proces v nervových zakončeních. Obsahují speciální pigmenty: jodopsin (kužele) a rhodopsin (tyčinky). Tyče jsou podrážděny světlem soumraku a nemohou rozlišit barvy. Kužele jsou zodpovědné za barevné vidění a jsou rozděleny do tří typů, z nichž každý obsahuje samostatný fotopigment. Funkce receptoru oka tedy závisí na tom, které fotosenzitní proteiny obsahuje. Tyčinky způsobují zrakové vnímání při slabém osvětlení a kužele jsou zodpovědné za zrakovou ostrost a vnímání barev.

Kůže je orgán smyslů

Nervové zakončení neuronů, které vstupují do dermis, se liší svou strukturou a reagují na různé environmentální podněty: teplota, tlak, tvar povrchu. Funkce kožních receptorů je vnímat a přeměnit podněty na elektrické impulsy (proces buzení). Receptory pro tlak zahrnují Meissnerovo tělo, umístěné ve střední vrstvě kůže - dermis, schopné jemné diskriminace podnětů (mají nízkou prahovou citlivost).

Barocepceptory zahrnují tělo Paciniho. Jsou umístěny v podkožním tuku. Funkce receptoru - bolesti nociceptoru - je ochrana před patogenními dráždivými látkami. Kromě kůže jsou takové nervové zakončení umístěny ve všech vnitřních orgánech a mají formu větvení aferentních procesů. Termoreceptory se nacházejí jak v kůži, tak ve vnitřních orgánech - krevních cévách, částech centrálního nervového systému. Jsou klasifikovány jako tepelné a studené.

Aktivita těchto senzorických zakončení se může zvýšit a závisí na směru a rychlosti změny povrchové teploty pokožky. V důsledku toho jsou funkce kožních receptorů různé a závisí na jejich struktuře.

Mechanismus vnímání sluchových podnětů

Exteroreceptory jsou vlasové buňky, které mají vysokou citlivost na odpovídající stimuly - zvukové vlny. Jsou nazývány monomodálními a jsou sekundárně citlivé. Umírána v organismu kůry vnitřního ucha a vstupuje do hlemýžďa.

Jeho uspořádáním korti je organ jako harfa. Sluchové receptory jsou ponořeny do perilymfy a mají na svých koncích skupinu mikrovil. oscilace kapalina způsobit podráždění vláskové buňky, přechází do bioelektrických jevů - nervových impulsů, tj sluchu funkce receptoru - .. je vnímání signálů, které mají podobu zvukových vln a jejich transformace do budicího procesu.

Kontaktní receptory chuti

Každý z nás má přednost v jídle a pití. Ochutnejte chuť jídla, kterou vnímáme pomocí jazyka organických chutí. Obsahuje čtyři typy nervových zakončeních lokalizovaných takto: špička jazyka - chuťové papily odlišují sladký, u kořene - hořké, kyselé a slané a odlišují receptory boční stěny. Stimuly všech typů receptorů molekul zakončení jsou chemikálie mikroklky vnímané chuťové pohárky, anténu.

Funkce receptoru chuti - dekódovat chemický stimul a přenést jej do elektrického impulsu, přicházející podél nervů v chuťové zóně mozkové kůry. Je třeba poznamenat, že papily pracují ve spojení s nervovými zakončeními čichového analyzátoru umístěného ve sliznici nosní dutiny. Společné působení dvou senzorických systémů zvyšuje a obohacuje pocity chutí člověka.

Tajemství vůně

Stejně jako chuť, čichový analyzátor reaguje se svými nervovými zakončeními na molekuly různých chemikálií. Samotný mechanismus, kterým vonné vonné sloučeniny dráždí olfactivní žárovky, až do konce nebylo studováno. Vědci předpokládají, že signální molekuly pachu interagují s různými senzorickými neurony nosní sliznice. Jiní výzkumní pracovníci spojují podráždění čichových receptorů se skutečností, že signalizační molekuly mají společné funkční skupiny (například aldehyd nebo fenol) s látkami, které vstupují do senzorického neuronu.

Funkce čichového receptoru jsou vnímání podráždění, její diferenciace a translace do procesu buzení. Celkem čichové žárovky v sliznice nosní dutiny dosahuje 60 milionů, z nichž každá je opatřena velkým počtem řasinek, pomoci zvýšit celkovou plochu kontaktu mezi oblasti receptorů molekul s chemikálií - pachy.

Nervové zakončení vestibulárního aparátu

Ve vnitřním uchu je orgán zodpovědný za koordinaci a koordinaci motorických činů, udržování těla ve stavu rovnováhy a také účast na orientačních reflexích. Má formu polokruhových kanálů, nazývaných labyrint a je anatomicky spojena s Cortiho orgánem. Ve třech kostnatých kanálech jsou v endolymfu ponořeny nervové zakončení. Při sklopení hlavy a trupu kolísá, což způsobuje podráždění na koncích nervových zakončení.

Vestibulární receptory, samotné vlasové buňky, se dotýkají membrány. Skládá se z malých krystalů uhličitanu vápenatého - otolity. Spolu s endolymfem se také začínají pohybovat, což slouží jako dráždivé pro nervové procesy. Hlavní funkce receptoru polokruhového kanálu závisí na jeho umístění: v sáčcích reaguje na gravitaci a ovládá rovnováhu hlavy a těla v klidu. Senzorické zakončení, které jsou v ampulích těla rovnováhy, řídí změnu pohybu částí těla (dynamická gravitace).

Úloha receptorů při tvorbě reflexních oblouků

Vede teorie reflexů, v rozmezí od studií Descartes a na základních objevů Pavlov a Sechenov, je založena na konceptu neurální aktivity jako odpovídající reakci organismu na vystavení na podněty vnějšího a vnitřního prostředí, prováděné za účasti centrálního nervového systém - mozku a míchu. Bez ohledu na odpověď, jednoduché, kloubový reflex, nebo Rocket, jako řeči, paměti nebo myšlení, to je první článek recepce - vnímání a rozlišování podnětů v závislosti na jejich síle, amplituda, intenzita.

Tato diferenciace se provádí smyslovými systémy, které IP Pavlov nazývá "chapadla mozek". V každém analyzátoru fungují receptory jako antény, které zachycují a sledují environmentální podněty: světelné nebo zvukové vlny, molekuly chemických látek, fyzikální faktory. Fyziologicky normální činnost všech senzorických systémů bez výjimky závisí na práci prvního oddělení, nazývaného periferní nebo receptoru. Z toho všeho vzniká bez výjimky reflexní oblouky (reflexe).

Zprostředkovatelé

Jedná se o biologicky aktivní látky, které přenášejí excitace z jednoho neuronu do druhého ve zvláštních strukturách - synapsech. Jsou sekretovány axonem prvního neurocytu a působí jako dráždivý způsobit nervové impulsy v receptorových zakončeních dalšího nervového článku. Proto jsou struktura a funkce mediátorů a receptorů úzce propojeny. Některé neurocyty jsou navíc schopné vylučovat dva nebo více vysílačů, například kyselinu glutamovou a asparagovou, epinefrin a GABA.