Sistemul nervos uman realizează procese analitice și sintetice complexe care asigură adaptarea rapidă a organelor și sistemelor la schimbările din mediul extern și intern. Percepția stimulilor din lumea exterioară are loc datorită structurii, care include procesele neuronilor aferenți care conțin celule gliale oligodendrocite sau lemocite. Ei transformă stimulii externi sau interni în fenomene bioelectrice numite excitație sau 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 comună împarte receptorii în simpli (constă în procese ale unui neuron) și complecși (un grup de neurocite și celule gliale auxiliare ca parte a unui organ senzorial foarte specializat). Pe baza structurii proceselor senzoriale.ele sunt împărțite în terminații primare și secundare ale neurocitului centripet. Acestea includ diverși receptori ai pielii: nociceptori, mecanoreceptori, baroreceptori, termoreceptori, precum și procese nervoase care inervează organele interne. Secundari sunt derivați ai epiteliului care creează un potențial de acțiune ca răspuns la iritație (receptori de gust, auz, echilibru). Tijele și conurile membranei sensibile la lumină a ochiului - retina - ocupă o poziție intermediară între terminațiile nervoase sensibile primare și secundare.
Un alt sistem de clasificare se bazează pe o astfel de diferență precum tipul de stimul. Dacă iritația provine din mediul extern, atunci este percepută de exteroreceptori (de exemplu, sunete, mirosuri). Iar iritația de către factori ai mediului intern este analizată de interoreceptori: viscerali, proprioreceptori, celule de păr ale aparatului vestibular. Astfel, funcțiile receptorilor sistemelor senzoriale sunt determinate de structura și localizarea lor în organele de simț.
Conceptul de analizoare
Pentru a diferenția și a distinge între condițiile de mediu și pentru a se adapta la acestea, o persoană are structuri anatomice și fiziologice speciale numite analizoare sau sisteme senzoriale. Omul de știință rus I. P. Pavlov a propus următoarea schemă pentru structura lor. Prima secțiune a fost numită periferică (receptor). Al doilea este conductiv, iar al treilea este central sau cortical.
De exemplu, sistemul senzorial vizual include sensibilcelule retiniene - tije și conuri, doi nervi optici, precum și o zonă a cortexului cerebral situată în partea sa occipitală.
Unele analizoare, precum cele vizuale și auditive deja menționate, includ un nivel pre-receptor - anumite structuri anatomice care îmbunătățesc percepția stimulilor adecvați. Pentru sistemul auditiv, aceasta este urechea externă și medie, pentru sistemul vizual, partea ochiului care refractă lumina, inclusiv sclera, umoarea apoasă a camerei anterioare a ochiului, cristalinul și corpul vitros. Ne vom concentra asupra părții periferice a analizorului și vom răspunde la întrebarea care este funcția receptorilor incluși în acesta.
Cum percep celulele stimulii
În membranele lor (sau în citosol) există molecule speciale formate din proteine, precum și complexe complexe - glicoproteine. Sub influența factorilor de mediu, aceste substanțe își schimbă configurația spațială, care servește drept semnal pentru celula însăși și o forțează să răspundă în mod adecvat.
Unele substanțe chimice, numite liganzi, pot acționa asupra proceselor senzoriale ale celulei, rezultând curenți de ioni transmembranari în ea. Proteinele plasmalemma cu proprietăți receptive, împreună cu moleculele de carbohidrați (adică receptorii), îndeplinesc funcțiile de antenă - percep și diferențiază liganzii.
Canale ionotrope
Un alt tip de receptori celulari - canale ionotrope situate în membrană, capabile să se deschidă sau să se blocheze sub influențasubstanțe chimice de semnalizare, cum ar fi receptorii H-colinergici, vasopresina și receptorii de insulină.
Structurile de detectare intracelulare sunt factori de transcripție care se leagă de un ligand și apoi intră în nucleu. Se formează compușii lor cu ADN, care sporesc sau inhibă transcripția uneia sau mai multor gene. Astfel, principalele funcții ale receptorilor celulari sunt percepția semnalelor de mediu și reglarea reacțiilor metabolice plastice.
Suporturi și conuri: structură și funcții
Acești receptori retinieni răspund la stimuli de lumină - fotoni, care provoacă procesul de excitare la nivelul terminațiilor nervoase. Conțin pigmenți speciali: iodopsină (conuri) și rodopsina (tije). Tijele sunt iritate de lumina crepusculară și nu sunt capabile să distingă culorile. Conurile sunt responsabile pentru vederea culorilor și sunt împărțite în trei tipuri, fiecare dintre ele conținând un fotopigment separat. Astfel, funcția receptorului ocular depinde de proteinele sensibile la lumină pe care le conține. Tijele sunt responsabile pentru percepția vizuală în condiții de lumină slabă, în timp ce conurile sunt responsabile pentru acuitatea vizuală și percepția culorilor.
Pielea este un organ de simț
Terminațiile nervoase ale neuronilor care intră în dermă diferă în structura lor și reacționează la diverși stimuli din mediu: temperatură, presiune, forma suprafeței. Funcțiile receptorilor pielii sunt de a percepe și transforma stimulii în impulsuri electrice (procesul de excitare). Receptorii de presiune includ corpuri Meissner situate în stratul mijlociu al pielii - dermul, capabil de subțire.discriminarea stimulilor (au un prag scăzut de sensibilitate).
Corpii Pacini aparțin baroreceptorilor. Ele sunt localizate în grăsimea subcutanată. Funcțiile receptorului - nociceptor al durerii - este de protecție împotriva stimulilor patogeni. Pe lângă piele, astfel de terminații nervoase sunt localizate în toate organele interne și arată ca procese aferente ramificate. Termoreceptorii pot fi găsiți atât în piele, cât și în organele interne - vasele de sânge, părți ale sistemului nervos central. Sunt clasificate în căldură și rece.
Activitatea acestor terminații senzoriale poate crește și depinde în ce direcție și cu ce viteză se schimbă temperatura suprafeței pielii. Prin urmare, funcțiile receptorilor pielii sunt diverse și depind de structura lor.
Mecanismul de percepție a stimulilor auditivi
Exteroreceptorii sunt celule de păr care sunt foarte sensibile la stimuli adecvați - undele sonore. Ele sunt numite monomodale și sunt secundar sensibile. Sunt localizate în organul Corti al urechii interne, fiind parte a cohleei.
Structura organului lui Corti este similară cu o harpă. Receptorii auditivi sunt cufundați în perilimfă și au grupuri de microvilozități la capete. Vibrațiile fluidului provoacă iritații ale celulelor părului, care se transformă în fenomene bioelectrice - impulsuri nervoase, adică funcțiile receptorului auditiv - aceasta este percepția semnalelor care au forma undelor sonore și transformarea lor într-un procesexcitare.
Contactați papilele gustative
Fiecare dintre noi are o preferință pentru mâncare și băutură. Percepem gama de gust a produselor alimentare cu ajutorul organului gustului - limba. Conține patru tipuri de terminații nervoase, localizate astfel: în vârful limbii - papilele gustative care disting între dulce, la rădăcină - amar, și receptorii sărati și acri de pe pereții laterali disting. Iritanții pentru toate tipurile de terminații ale receptorilor sunt molecule chimice percepute de microvilozitățile papilelor gustative care acționează ca antene.
Funcția receptorului gustativ este de a decoda un stimul chimic și de a-l traduce într-un impuls electric care călătorește de-a lungul nervilor până în zona gustativă a cortexului cerebral. Trebuie remarcat faptul că papilele lucrează în tandem cu terminațiile nervoase ale analizorului olfactiv situat în membrana mucoasă a cavității nazale. Acțiunea comună a celor două sisteme senzoriale îmbunătățește și îmbogățește senzațiile gustative ale unei persoane.
Ghicitoarea mirosului
La fel ca și gustul, analizorul olfactiv reacționează cu terminațiile sale nervoase la moleculele diferitelor substanțe chimice. Însuși mecanismul prin care compușii odorosi irită bulbii olfactiv nu este încă pe deplin înțeles. Oamenii de știință sugerează că moleculele de semnalizare a mirosului interacționează cu diverși neuroni senzoriali din mucoasa nazală. Alți cercetători atribuie stimularea receptorilor olfactivi faptului că moleculele de semnalizare au grupuri funcționale comune (de exemplu, aldehidasau fenolice) cu substanțe incluse în neuronul senzorial.
Funcțiile receptorului olfactiv sunt în percepția iritației, diferențierea și translatarea acesteia în procesul de excitație. Numărul total de bulbi olfactiv din membrana mucoasă a cavității nazale ajunge la 60 de milioane, iar fiecare dintre ei este echipat cu un număr mare de cili, datorită căruia suprafața totală de contact a câmpului receptor cu molecule de substanțe chimice - mirosuri.
Terminațiile nervoase ale aparatului vestibular
În urechea internă există un organ responsabil de coordonarea și consistența actelor motorii, menținând corpul într-o stare de echilibru și participând, de asemenea, la reflexele de orientare. Are forma unor canale semicirculare, se numește labirint și este legat anatomic de organul lui Corti. În trei canale osoase există terminații nervoase scufundate în endolimfă. La înclinarea capului și a trunchiului, acesta oscilează, ceea ce provoacă iritații la capetele terminațiilor nervoase.
Receptorii vestibulari înșiși - celulele părului - sunt în contact cu membrana. Este format din cristale mici de carbonat de calciu - otoliți. Împreună cu endolimfa, încep și ele să se miște, ceea ce servește ca iritant pentru procesele nervoase. Principalele funcții ale receptorului canalului semicircular depind de localizarea acestuia: în saci, acesta răspunde la gravitație și controlează echilibrul capului și al corpului în repaus. Terminațiile senzoriale situate în fiolele organului de echilibru controlează modificarea mișcărilor părților corpului (gravitație dinamică).
Rolul receptorilor în formarearcuri reflexe
Întreaga doctrină a reflexelor, de la studiile lui R. Descartes la descoperirile fundamentale ale lui I. P. Pavlov și I. M. Sechenov, se bazează pe ideea activității nervoase ca răspuns adecvat al organismului la efectele stimuli ai mediului extern și intern, efectuate cu participarea sistemului nervos central - creierul și măduva spinării. Oricare ar fi răspunsul, simplu, de exemplu, o smucitură în genunchi, sau la fel de super complex precum vorbirea, memoria sau gândirea, prima ei verigă este recepția - percepția și discriminarea stimulilor prin puterea, amplitudinea, intensitatea lor.
O astfel de diferențiere este realizată de sisteme senzoriale, pe care IP Pavlov le-a numit „tentacule ale creierului”. În fiecare analizor, receptorul funcționează ca antene care captează și sondează stimulii de mediu: unde luminoase sau sonore, molecule chimice și factori fizici. Activitatea fiziologic normală a tuturor sistemelor senzoriale, fără excepție, depinde de activitatea primei secțiuni, numită periferică sau receptor. Toate arcurile reflexe (reflexele) fără excepție provin din acesta.
Plectruri
Acestea sunt substanțe biologic active care realizează transferul excitației de la un neuron la altul în structuri speciale - sinapsele. Ele sunt secretate de axonul primului neurocit și, acționând ca un iritant, provoacă impulsuri nervoase în terminațiile receptorului următoarei celule nervoase. Prin urmare, structura și funcțiile mediatorilor și receptorilor sunt strâns legate între ele. Mai mult, uniineurocitele sunt capabile să secrete doi sau mai mulți transmițători, cum ar fi acizii glutamic și aspartic, adrenalină și GABA.
