Structura și funcțiile receptorului sistemelor senzoriale. Principalele funcții ale receptorilor celulari

Sistemul nervos uman realizează procese analitice și sintetice complexe care asigură adaptarea rapidă a organelor și a sistemelor la schimbările din mediul extern și intern. Percepția stimulilor din lumea exterioară se datorează unei structuri care include procesele de neuroni aferenți care conțin celule oligodendrocite gliale sau lemocite. Ei transformă stimulii externi sau interni în fenomene bioelectrice, numite excitații sau un impuls nervos. Astfel de structuri se numesc receptori. În acest articol, vom studia structura și funcțiile receptorilor diferitelor sisteme senzoriale umane.

Tipuri de terminații nervoase

În anatomie există mai multe sisteme pentru clasificarea lor. Cea mai obișnuită împarte receptorii în receptori simpli (constând în procesele unui neuron) și complex (un grup de neurocite și celule de glia auxiliară în organul de simț îngust specializat). Pe baza structurii proceselor senzoriale. ele sunt împărțite în terminațiile primare și secundare ale neurocyte centripetale. Acestea includ diferiți receptori ai pielii: nociceptori, mecanoreceptori, baroreceptori, termoreceptori, precum și procese nervoase care inervază organele interne. Secundar sunt derivații epiteliului, creând un potențial de acțiune ca răspuns la stimulare (receptori pentru gust, auz, echilibru). Bastoane și conuri membrana fotosensibilă a ochiului - retina - ocupă o poziție intermediară între terminațiile nervoase senzoriale primare și secundare.

Un alt sistem de clasificare se bazează pe o astfel de diferență ca tipul de stimul. Dacă stimularea provine din mediul extern, atunci se percep exteroceptoare (de exemplu, sunete, mirosuri). Iar iritarea prin factorii mediului intern este analizată de către interoreceptori: viscerali, proprioceptori, celule de păr ale aparatului vestibular. Astfel, funcțiile receptorilor sistemelor senzoriale se datorează structurii și localizării lor în organele simțurilor.

Conceptul de analizatori

Pentru a diferenția și diferenția condițiile mediului extern și pentru a se adapta la acesta, o persoană are structuri anatomice și fiziologice speciale numite analizoare sau sisteme senzoriale. Omul de știință rus IP Pavlov a propus următoarea schemă a structurii lor. Primul departament a fost numit periferic (receptor). Cel de-al doilea - conductor, iar cel de-al treilea - central, sau cortical.

De exemplu, sistemul senzorial vizual include celule sensibile ale retinei și conurilor, doi nervi optici și o zonă corticală situată în partea occipitală.

Unii analizatori, cum ar fi cei deja menționați vizuale și auditive, includ nivelul pre-receptor - anumite structuri anatomice care îmbunătățesc percepția stimulilor adecvați. Pentru auditive este urechea exterioară și mijlocie, pentru sistemul vizual - partea refractară a ochiului, care include sclera, umiditatea apoasă a camerei anterioare a ochiului, lentila, vitroasa. Ne vom opri la periferia analizorului și vom răspunde la întrebarea care este funcția receptorilor implicați în acesta.

Cum stim celulele stimuli

În membranele lor (sau în citozol) sunt molecule speciale constând din proteine, precum și complexe complexe - glicoproteine. Sub influența factorilor de mediu, aceste substanțe își modifică configurația spațială, care servește ca un semnal pentru celula în sine și o obligă să reacționeze în mod adecvat.

Unele substanțe chimice, numite liganzi, pot afecta procesele senzoriale ale celulei, având ca rezultat formarea curenților ionici transmembranari. Proteinele plasmalemale, care posedă proprietăți receptive, împreună cu moleculele de carbohidrați (adică, receptorii) îndeplinesc funcțiile de identificare a anan-percepției și diferențierea liganzilor.

Canalele ionotropice

Un alt tip de receptori de celule - canale ionotropici localizate în membrana, capacitatea de a deschide sau blocate sub influența semnalului chimic vesschestv exemplu receptorii receptor, vasopresina și insulina H-acetilcolina.

Structurile senzoriale intracelulare includ factorii de transcripție care se leagă la ligand și apoi penetrează nucleul. Ei formează compuși cu ADN care sporesc sau inhibă transcripția uneia sau mai multor gene. Astfel, principalele funcții ale receptorilor celulari sunt percepția semnalelor din mediul extern și reglarea reacțiilor metabolismului plasmatic.

Bastoane și conuri: structură și funcții

Acești receptori ai retinei răspund stimulilor lumina - fotoni, care provoacă procesul de excitație în terminațiile nervoase. Acestea conțin pigmenți speciali: iodopsin (conuri) și rodopsin (tije). Tijele sunt iritate de lumina crepusculară și nu pot distinge culorile. Conurile sunt responsabile pentru vizionarea culorii și sunt împărțite în trei tipuri, fiecare conținând o fotopigmentare separată. Astfel, funcția receptorului ochiului depinde de proteinele fotosensibile pe care le conține. Stick-urile determină percepția vizuală la lumină scăzută, iar conurile sunt responsabile pentru acuitatea vizuală și percepția culorii.

Pielea este organul simțurilor

Terminalele nervoase ale neuronilor care intră în dermă diferă în structura lor și reacționează la diferiți stimuli de mediu: temperatura, presiunea, forma suprafeței. Funcțiile receptorilor pielii sunt de a percepe și transforma stimulii în impulsuri electrice (procesul de excitație). Receptorii pentru presiune includ Trupul lui Meissner, localizat în stratul mijlociu al pielii - dermul, capabil de discriminare subtilă a stimulilor (au un prag de sensibilitate scăzut).

Barocepceptorii includ corpul lui Pacini. Acestea se găsesc în grăsimile subcutanate. Funcțiile durerii receptorilor - nociceptor - sunt protecția împotriva iritanților patogeni. În plus față de piele, astfel de terminații nervoase sunt localizate în toate organele interne și au forma proceselor aferente ramificate. Termoreceptorii se găsesc atât în ​​piele, cât și în organele interne - vasele de sânge, părți ale sistemului nervos central. Acestea sunt clasificate în termică și rece.

Activitatea acestor terminații senzoriale poate crește și depinde de direcția și viteza cu care se schimbă temperatura suprafeței pielii. În consecință, funcțiile receptorilor pielii sunt diverse și depind de structura lor.

Mecanismul percepției stimulilor auditivi

Exteroreceptorii sunt celule de păr care au o sensibilitate ridicată la stimuli adecvați - undele sonore. Ele sunt numite monomodale și sunt secundar sensibile. Situată în organul cortexului urechii interne, intră în melc.

Prin aranjamentul lui corti organul este ca o harpă. Receptorii auditivi sunt imersați în perilymph și au la capăt un grup de microvilli. oscilații de lichid cauza celulelor iritație părului, trecând în fenomene bioelectrice - impulsurilor nervoase, adică ascultarea funcției receptorului - .. este percepția semnalelor având forma undelor sonore, și transformarea lor în procesul de excitație.

Gustați receptorii de contact

Fiecare dintre noi are o preferinta in mancare si bautura. Gust gama de produse alimentare pe care le percepem cu ajutorul limbajului organelor de gust. Acesta conține patru tipuri de terminații nervoase localizate după cum urmează: vârful limbii - papila gustativă distinge dulce, la rădăcină - amar, acru și sărat și distinge receptorii flancurilor. Stimuli pentru toate tipurile de terminații de molecule de receptori sunt substanțe chimice microvililor percepute papilele gustative, o antenă.

Funcțiile receptorului de gust - pentru a decoda un stimul chimic și a-l transfera într-un impuls electric, ajungând de-a lungul nervilor în zona de gust a cortexului cerebral. Trebuie remarcat faptul că papilele funcționează împreună cu terminațiile nervoase ale analizorului olfactiv, localizate în membrana mucoasă a cavității nazale. Acțiunea comună a două sisteme senzoriale îmbunătățește și îmbogățește senzațiile de gust ale unei persoane.

Misterul mirosului

La fel ca gustul, analizor olfactiv reacționează cu terminațiile nervoase la moleculele diferitelor substanțe chimice. Mecanismul însuși, prin care compușii odorizanți irită becurile olfactive, până la sfârșitul lor nu a fost studiat. Oamenii de știință presupun că moleculele de semnal ale mirosului interacționează cu diferiți neuroni senzoriali ai mucoasei nazale. Alți cercetători asociază iritarea receptorilor olfactivi cu faptul că moleculele de semnalizare au grupuri funcționale comune (de exemplu, aldehide sau fenolice) cu substanțe care intră în neuronul senzorial.

funcția receptorului olfactiv sunt în percepția iritare și diferențierea în translație în procesul de excitație. Total bulbi olfactivi din mucoasa cavității nazale ajunge la 60 de milioane fiecare dintre acestea fiind prevăzut cu un număr mare de cili, pentru a ajuta la creșterea suprafața totală de contact între câmpul receptor de molecule cu produse chimice - mirosuri.

Terminalele nervoase ale aparatului vestibular

În urechea interioară este organul responsabil pentru coordonarea și coordonarea actelor motorii, menținerea corpului într-o stare de echilibru și, de asemenea, participarea la reflexele de orientare. Are formă de canale semicirculare, numită labirint și este legată anatomic de organul lui Corti. În cele trei canale osoase, există terminații nervoase scufundate în endolimf. Cu înclinările capului și trunchiului, acesta oscilează, ceea ce provoacă iritarea la marginile terminațiilor nervoase.

Receptorii vestibulari, celulele de păr în sine, intră în contact cu membrana. Se compune din mici cristale de carbonat de calciu - otolite. Împreună cu endolimul încep de asemenea să se miște, ceea ce servește ca un iritant pentru procesele nervoase. Funcțiile principale ale receptorului canalului semicircular depind de locația sa: în saci, reacționează la gravitate și controlează echilibrul capului și corpului în repaus. Terminalele senzoriale, care sunt în fiole ale corpului de echilibru, controlează schimbarea mișcărilor părților corpului (gravitație dinamică).

Rolul receptorilor în formarea arcurilor reflexe

Are doctrina reflexelor, variind de la studii ale lui Descartes și descoperirilor fundamentale ale Pavlov și Sechenov, se bazează pe conceptul de activitate neuronale ca răspuns adecvat al organismului la expunerea la stimuli de mediu extern și intern, realizat cu participarea nervos central sistem - creierul și măduva spinării. Oricare ar fi răspunsul, simplu, de exemplu, genunchiul reflex, sau super complicat ca vorbirea, memoria sau gândirea, prima sa legătură este recepția - percepția și discriminarea stimulilor prin puterea, amplitudinea, intensitatea lor.

Această diferențiere se realizează prin sisteme senzoriale, pe care IP Pavlov le-a numit "tentacule ale creierului". În fiecare analizor, receptorul funcționează ca antene care captează și sondează stimulii mediului: undele luminoase sau sonore, moleculele de substanțe chimice, factorii fizici. Activitatea normală fiziologic a tuturor sistemelor senzoriale fără excepție depinde de activitatea primului departament, numit periferic sau receptor. Din toate acestea, provine, fără excepție arcurile reflexe (Reflecții).

mediatori

Acestea sunt substanțe biologic active care transferă excitația de la un neuron la altul în structuri speciale - sinapselor. Ele sunt secretate de axon primul neurocyte și care acționează ca un stimul, provocând impulsuri nervoase la capătul receptor al celulei nervoase următoare. Prin urmare, structura și funcțiile mediatorilor și receptorilor sunt strâns corelați. Mai mult, unele neurocitelor sunt capabile să elibereze două sau mai multe emițătoare, de exemplu, acid glutamic și aspartic, adrenalina si GABA.