Структурата и функциите на рецептора на сензорните системи. Основните функции на клетъчните рецептори

Човешката нервна система осъществява сложни аналитични и синтетични процеси, които осигуряват бързо адаптиране на органите и системите към промените във външната и вътрешната среда. Възприемането на стимули от външния свят се дължи на структура, която включва процесите на аферентни неврони, съдържащи глиални олигодендроцитни клетки или лемоцити. Те превръщат външни или вътрешни стимули в биоелектрически явления, наречени възбудителни или нервен импулс. Такива структури се наричат ​​рецептори. В тази статия ще разгледаме структурата и функциите на рецепторите на различни човешки сензорни системи.

Видове нервни окончания

В анатомията има няколко системи за тяхната класификация. Най-често срещаните рецептори се разделят на прости рецептори (състоящи се от процесите на един неврон) и комплекс (група от невроцити и аксесоарни глия клетки в тясно специализирания сетивен орган). Въз основа на структурата на сетивните процеси. те са разделени на първични и вторични окончания на центростреалния невроцит. Те включват различни рецептори на кожата: ноцицептори, механорецептори, барорецептори, терморецептори, както и нервни процеси, инициращи вътрешните органи. Вторичните са производни на епитела, създаващи потенциала за действие в отговор на стимулацията (рецептори за вкус, слух, баланс). Пръчици и конуси фоточувствителната мембрана на окото - ретината - заема междинно положение между първичния и вторичния сензорни нервни окончания.

Друга класификационна система се основава на такава разлика като вида на стимула. Ако стимулацията идва от външната среда, тогава тя се възприема като екстротецептори (напр. Звуци, миризми). И дразненето от фактори на вътрешната среда се анализира от интерорецептори: висцерални, собствени рецептори, космените клетки на вестибуларния апарат. По този начин функциите на рецепторите на сетивните системи се дължат на тяхната структура и местоположение в органите на сетивата.

Концепцията за анализаторите

За да се диференцират и диференцират условията на външната среда и да се адаптират към нея, човек има специални анатомични и физиологични структури, наречени анализатори или сензорни системи. Руският учен IP Pavlov предложи следната схема на тяхната структура. Първият отдел беше наречен периферен (рецептор). Вторият - диригент, а третият - централен или кортикален.

Например, визуалната сензорна система включва чувствителни клетки на ретината и прътовете, две оптични нерви и коронарна област, разположена в нейната тилна част.

Някои анализатори, като вече споменатите визуални и слухови, включват предварително рецепторно ниво - определени анатомични структури, които подобряват възприятието за адекватни стимули. За аудиторията е външното и средното ухо, за визуалната система - огнеупорната част на окото, която включва склерата, водната влага на предната камера на окото, лещата, стъкловидното тяло. Ние ще спрем на периферията на анализатора и ще отговорим на въпроса каква е функцията на рецепторите, участващи в него.

Как клетките възприемат стимули

В техните мембрани (или в цитозола) са специални молекули, състоящи се от протеини, както и комплексни комплекси - гликопротеини. Под въздействието на факторите на околната среда тези вещества променят своята пространствена конфигурация, която служи като сигнал за самата клетка и я принуждава да реагира адекватно.

Някои химикали, наречени лиганди, могат да повлияят на сетивните процеси на клетката, което води до образуването на трансмембранни йонни течения. Протеините на плазмалемата, които притежават възприемчиви свойства, заедно с въглехидратните молекули (т.е. рецепторите) изпълняват функциите на антена - възприемане и диференциране на лиганди.

Йонотропни канали

Друг вид на клетъчни рецептори - йонотропни канали, разположени в мембраната, способността да се отвори или блокиран под влиянието на пример химичен сигнал vesschestv H-рецептор на ацетилхолин, вазопресин и инсулинови рецептори.

Вътреклетъчните сензорни структури включват транскрипционни фактори, които се свързват към лигандата и след това проникват в ядрото. Те образуват съединения с ДНК, които усилват или инхибират транскрипцията на един или повече гени. По този начин основните функции на клетъчните рецептори са възприемането на сигнали от външната среда и регулирането на реакциите на плазмения метаболизъм.

Пръчки и конуси: структура и функции

Тези рецептори на ретината реагират на светлинни стимули - фотони, които предизвикват възбуда в нервните окончания. Те съдържат специални пигменти: йодопин (конуси) и родопсин (пръчки). Пръчките са раздразнени от светлината на здрача и не могат да различават цветовете. Конусите са отговорни за цветното виждане и са разделени на три типа, всяка от които съдържа отделна фотопигмента. По този начин функцията на рецептора на очите зависи от това кои фоточувствителни протеини съдържа. Пръчките причиняват визуално възприятие при слаба светлина, а конусите са отговорни за зрителната острота и цветовото възприятие.

Кожата е органът на сетивата

Нервните окончания на невроните, които влизат в дермата, се различават по своята структура и реагират на различни стимули на околната среда: температура, налягане, форма на повърхността. Функциите на кожните рецептори са да възприемат и трансформират стимулите в електрически импулси (процес на възбуждане). Рецепторите за налягане включват Тялото на Мейснер, намиращ се в средния слой на кожата - дермиса, способен на лека дискриминация на стимулите (има нисък праг на чувствителност).

Барочерцепторите включват тялото на Пачини. Те се намират в подкожната мастна тъкан. Функциите на болката на рецептора - ноцицептор са защита от патогенни дразнители. В допълнение към кожата, такива нервни окончания се намират във всички вътрешни органи и имат формата на разклонения на аферентни процеси. Терморецепторите могат да бъдат намерени както в кожата, така и във вътрешните органи - кръвоносните съдове, части от централната нервна система. Те се класифицират като топлинни и студени.

Активността на тези сетивни окончания може да се увеличи и зависи от посоката и скоростта, с която се променя повърхностната температура на кожата. Следователно, функциите на рецепторите на кожата са разнообразни и зависят от тяхната структура.

Механизмът на възприемане на слуховите стимули

Екстрорецепторите са космените клетки, които имат висока чувствителност към адекватни стимули - звукови вълни. Те се наричат ​​мономодални и второ чувствителни. Намира се в органа на кората на вътрешното ухо, навлизайки в охлюва.

Чрез подреждането на Corti органът е като арфа. Слуховите рецептори се потапят в перилимфа и имат в своите краища група от микрони. течност трептения предизвика дразнене коса клетки, преминаващи в биоелектрически явления - нервни импулси, т.е. слуха рецепторната функция - .. е възприемането на сигнали, които имат формата на звукови вълни, и превръщането им в процеса на възбуждане.

Включете рецепторите за контакт

Всеки от нас има предпочитание в храната и напитките. Вкус на храната, която възприемаме с помощта на езика на вкусовите органи. Тя съдържа четири вида нервни окончания локализирани, както следва: на върха на езика - вкусовите папили отличават сладко, по своя корен - горчивите, кисели и солени и разграничават рецептори странични стени. Стимули за всички видове рецепторни молекули окончания са химикали микровласинките възприемат вкус пъпки, антена.

Функции на рецептора на вкуса - да декодира химически стимул и да го прехвърли в електрически импулс, пристигащ по нервите в вкусовата зона на мозъчната кора. Трябва да се отбележи, че папилите работят заедно с нервните окончания на обонятелния анализатор, разположен в лигавицата на носната кухина. Съвместното действие на две сензорни системи засилва и обогатява вкусовите усещания на човек.

Мистерията на миризмата

Точно като вкуса, обонятелен анализатор реагира със своите нервни окончания на молекулите на различни химикали. Самият механизъм, чрез който благоуханните съединения дразнят обонятелните луковици, докато не се проучи края. Учените предполагат, че сигналните молекули на миризмата взаимодействат с различни сензорни неврони на носната лигавица. Други изследователи свързват дразненето на обонятелните рецептори с факта, че сигнализиращите молекули имат общи функционални групи (например алдехид или фенол) с вещества, които навлизат в сензорния неврон.

Функциите на обонятелния рецептор са възприемането на дразненето, неговата диференциация и транслацията в процеса на възбуждане. Общо обонятелни луковици в лигавицата на носната кухина достига 60 милиона всяка от които е снабдена с голям брой на ресничките, за да се увеличи общата площ на контакт между областта на рецептор на молекули с химикали - миризми.

Нервните окончания на вестибуларния апарат

Във вътрешното ухо е органът, който отговаря за координирането и координирането на двигателните действия, поддържа тялото в състояние на равновесие и участва в ориентировъчни рефлекси. Тя има формата на полукръгли канали, наречени лабиринт и е анатомично свързана с органа на Corti. В трите костни канали има нервни окончания, потопени в ендолимфа. С накланянето на главата и торса той се колебае, което предизвиква дразнене в краищата на нервните окончания.

Вестибуларните рецептори, самите космените клетки, се свързват с мембраната. Състои се от малки кристали от калциев карбонат - отолити. Заедно с endolymph те също започват да се движат, което служи като дразнещ за нервните процеси. Основните функции на полукръглата канален рецептор зависят от неговото местонахождение: в саксиите тя реагира на гравитацията и контролира баланса на главата и тялото в покой. Сензорните окончания, които са в ампули на равновесното тяло, контролират промяната в движенията на части от тялото (динамична гравитация).

Ролята на рецепторите при образуването на рефлексни дъги

Има ли учението за рефлексите, които варират от проучвания на Декарт и до основните открития на Павлов и Сеченов, се основава на концепцията за невронна активност като адекватна реакция на организма към излагане на стимули външна и вътрешна среда, извършена с участието на централната нервна система - мозъка и гръбначния мозък. Каквото и да е отговорът, прост, например, рефлекс на коляното, или като супер сложно като реч, памет или мислене, първата му връзка е приемането - възприемане и дискриминация на стимулите чрез тяхната сила, амплитуда, интензивност.

Това разграничаване се извършва от сензорни системи, които IP Pavlov нарича "пипала на мозъка". Във всеки анализатор рецепторът функционира като антени, които улавят и сондират екологичните стимули: светлинни или звукови вълни, молекули на химични вещества, физически фактори. Физиологичната нормална активност на всички сензорни системи без изключение зависи от работата на първия отдел, наречен периферен или рецептор. От всичко това произлизат, без изключение рефлексните дъги (Отражения).

медиатори

Това са биологично активни вещества, които пренасят възбуждане от един неврон в друг в специални структури - синапси. Те се секретират от аксона на първия невроцит и действат като дразнещи, причиняват нервни импулси в рецепторните окончания на следващата нервна клетка. Следователно, структурата и функциите на медиаторите и рецепторите са тясно свързани помежду си. Освен това някои невроцити са способни да секретират два или повече предаватели, например глутаминови и аспарагинови киселини, епинефрин и GABA.