Ljudski nervni sistem sprovodi složene analitičke i sintetičke procese koji obezbeđuju brzu adaptaciju organa i sistema na promene u spoljašnjem i unutrašnjem okruženju. Percepcija podražaja iz vanjskog svijeta nastaje zbog strukture, koja uključuje procese aferentnih neurona koji sadrže oligodendrocite glijalne stanice, ili lemocite. Oni pretvaraju vanjske ili unutrašnje podražaje u bioelektrične fenomene koji se nazivaju ekscitacija ili nervni impuls. Takve strukture se nazivaju receptori. U ovom članku ćemo proučavati strukturu i funkcije receptora različitih ljudskih senzornih sistema.
Vrste nervnih završetaka
U anatomiji postoji nekoliko sistema za njihovu klasifikaciju. Najčešći deli receptore na jednostavne (sastoje se od procesa jednog neurona) i složene (grupa neurocita i pomoćnih glijalnih ćelija kao dio visokospecijaliziranog osjetilnog organa). Zasnovano na strukturi senzornih procesa.dijele se na primarne i sekundarne završetke centripetalnog neurocita. To uključuje različite kožne receptore: nociceptore, mehanoreceptore, baroreceptore, termoreceptore, kao i nervne procese koji inerviraju unutrašnje organe. Sekundarni su derivati epitela koji stvaraju akcioni potencijal kao odgovor na iritaciju (receptori ukusa, sluha, balansa). Štapići i čunjići očne membrane osjetljive na svjetlost - mrežnjače - zauzimaju međupoziciju između primarnih i sekundarnih osjetljivih nervnih završetaka.
Drugi sistem klasifikacije zasniva se na takvoj razlici kao što je tip stimulusa. Ako iritacija dolazi iz vanjskog okruženja, tada je percipiraju eksteroreceptori (na primjer, zvukovi, mirisi). A iritaciju faktorima unutrašnje sredine analiziraju interoreceptori: visceralni, proprioreceptori, ćelije dlake vestibularnog aparata. Dakle, funkcije receptora senzornih sistema su određene njihovom strukturom i lokacijom u osjetilnim organima.
Koncept analizatora
Da bi razlikovali i razlikovali uslove okoline i prilagodili im se, osoba ima posebne anatomske i fiziološke strukture koje se nazivaju analizatori, ili senzorni sistemi. Ruski naučnik I. P. Pavlov predložio je sljedeću shemu za njihovu strukturu. Prvi dio se zvao periferni (receptorski). Drugi je provodni, a treći centralni, ili kortikalni.
Na primjer, vizuelni senzorni sistem uključuje osjetljivećelije retine - štapići i čunjići, dva optička živca, kao i zona moždane kore koja se nalazi u njenom okcipitalnom dijelu.
Neki analizatori, poput već pomenutih vizuelnih i slušnih, uključuju nivo prereceptora - određene anatomske strukture koje poboljšavaju percepciju adekvatnih stimulusa. Za slušni sistem, ovo je vanjsko i srednje uho, za vidni sistem dio oka koji lomi svjetlost, uključujući skleru, očnu vodicu prednje očne komore, sočivo i staklasto tijelo. Fokusiraćemo se na periferni dio analizatora i odgovoriti na pitanje koja je funkcija receptora uključenih u njega.
Kako ćelije percipiraju podražaje
U njihovim membranama (ili u citosolu) nalaze se posebni molekuli koji se sastoje od proteina, kao i kompleksnih kompleksa - glikoproteina. Pod uticajem faktora okoline, ove supstance menjaju svoju prostornu konfiguraciju, što služi kao signal za samu ćeliju i tera je da adekvatno reaguje.
Neke hemikalije, zvane ligandi, mogu djelovati na senzorne procese ćelije, što rezultira transmembranskim jonskim strujama u njoj. Proteini plazmaleme sa receptivnim svojstvima, zajedno sa molekulama ugljikohidrata (tj. receptorima), obavljaju funkciju antene - percipiraju i razlikuju ligande.
jonotropni kanali
Drugi tip ćelijskih receptora - jonotropni kanali koji se nalaze u membrani, sposobni da se otvore ili blokiraju pod uticajemsignalne hemikalije, kao što su H-holinergički receptori, vazopresin i insulinski receptori.
Intracelularne senzorne strukture su faktori transkripcije koji se vezuju za ligand i zatim ulaze u jezgro. Formiraju se njihovi spojevi sa DNK, koji pojačavaju ili inhibiraju transkripciju jednog ili više gena. Dakle, glavne funkcije ćelijskih receptora su percepcija signala iz okoline i regulacija reakcija plastičnog metabolizma.
Stalci i čunjevi: struktura i funkcije
Ovi receptori retine reaguju na svjetlosne stimuluse - fotone, koji izazivaju proces ekscitacije u nervnim završecima. Sadrže posebne pigmente: jodopsin (češeri) i rodopsin (štapići). Štapovi su iritirani svjetlošću sumraka i ne mogu razlikovati boje. Češeri su odgovorni za vid boja i podijeljeni su u tri tipa, od kojih svaki sadrži poseban fotopigment. Dakle, funkcija očnog receptora ovisi o tome koje proteine osjetljive na svjetlost sadrži. Štapići su odgovorni za vizualnu percepciju pri slabom svjetlu, dok su čunjevi odgovorni za vidnu oštrinu i percepciju boja.
Koža je organ čula
Nervni završeci neurona koji ulaze u dermis razlikuju se po svojoj strukturi i reaguju na različite podražaje iz okoline: temperaturu, pritisak, oblik površine. Funkcije kožnih receptora su da percipiraju i transformišu podražaje u električne impulse (proces ekscitacije). Receptori pritiska uključuju Meissnerova tijela koja se nalaze u srednjem sloju kože - dermisu, koji je sposoban za tankodiskriminacija nadražaja (imaju nizak prag osjetljivosti).
Pacinijeva tijela pripadaju baroreceptorima. Nalaze se u potkožnom masnom tkivu. Funkcija receptora - nociceptora bola - je zaštita od patogenih podražaja. Osim na koži, takvi nervni završeci nalaze se u svim unutrašnjim organima i izgledaju kao razgranati aferentni procesi. Termoreceptori se mogu naći kako u koži, tako iu unutrašnjim organima - krvnim sudovima, dijelovima centralnog nervnog sistema. Klasificiraju se na toplotu i hladnoću.
Aktivnost ovih senzornih završetaka može se povećati i ovisi o tome u kojem smjeru i kojom brzinom se mijenja temperatura površine kože. Stoga su funkcije kožnih receptora raznolike i zavise od njihove strukture.
Mehanizam percepcije slušnih podražaja
Eksteroreceptori su ćelije dlake koje su visoko osjetljive na adekvatne podražaje - zvučne valove. Zovu se monomodalni i sekundarno su osjetljivi. Nalaze se u Cortijevom organu unutrašnjeg uha, kao dio pužnice.
Građa Cortijevih organa je slična harfi. Slušni receptori su uronjeni u perilimfu i na svojim krajevima imaju grupe mikrovila. Vibracije tečnosti izazivaju iritaciju ćelija dlake, koje se pretvaraju u bioelektrične pojave - nervne impulse, odnosno funkcije slušnog receptora - to je percepcija signala koji imaju oblik zvučnih talasa, i njihova transformacija u procesuzbuđenje.
Kontaktirajte okusne pupoljke
Svako od nas preferira hranu i piće. Opseg ukusa prehrambenih proizvoda opažamo uz pomoć organa ukusa – jezika. Sadrži četiri vrste nervnih završetaka, lokalizovanih na sledeći način: na vrhu jezika - ukusni pupoljci koji razlikuju slatko, u korenu - gorko, i slani i kiseli receptori na bočnim zidovima. Iritansi za sve tipove završetaka receptora su hemijski molekuli koje percipiraju mikroresice okusnih pupoljaka koje djeluju kao antene.
Funkcija receptora ukusa je da dekodira hemijski stimulus i prevede ga u električni impuls koji putuje duž nerava do zone ukusa moždane kore. Treba napomenuti da papile rade u tandemu s nervnim završetcima olfaktornog analizatora koji se nalazi u sluznici nosne šupljine. Zajedničko delovanje dva senzorna sistema pojačava i obogaćuje osećaj ukusa osobe.
Zagonetka mirisa
Baš kao i ukus, olfaktorni analizator reaguje svojim nervnim završecima na molekule raznih hemikalija. Sam mehanizam kojim mirisna jedinjenja iritiraju olfaktorne lukovice još nije u potpunosti shvaćena. Naučnici sugeriraju da molekule signalizacije mirisa stupaju u interakciju s različitim senzornim neuronima u nosnoj sluznici. Drugi istraživači pripisuju stimulaciju olfaktornih receptora činjenici da signalni molekuli imaju zajedničke funkcionalne grupe (na primjer, aldehidili fenol) sa supstancama uključenim u senzorni neuron.
Funkcije olfaktornog receptora su u percepciji iritacije, njenom razlikovanju i prevođenju u proces ekscitacije. Ukupan broj olfaktornih lukovica u sluznici nosne šupljine dostiže 60 miliona, a svaka od njih je opremljena velikim brojem cilija, zbog čega je ukupna površina kontakta receptorskog polja sa molekulima hemijske supstance - mirisi.
Nervni završeci vestibularnog aparata
U unutrašnjem uhu nalazi se organ odgovoran za koordinaciju i konzistentnost motoričkih činova, održavanje tijela u stanju ravnoteže, a također učestvuje u orijentacijskim refleksima. Ima oblik polukružnih kanala, naziva se labirint i anatomski je povezan sa Cortijevim organom. U tri koštana kanala nalaze se nervni završeci uronjeni u endolimfu. Prilikom naginjanja glave i trupa oscilira, što izaziva iritaciju na krajevima nervnih završetaka.
Sami vestibularni receptori - ćelije dlake - su u kontaktu sa membranom. Sastoji se od malih kristala kalcijum karbonata - otolita. Zajedno s endolimfom počinju se kretati, što iritira nervne procese. Glavne funkcije receptora polukružnog kanala ovise o njegovoj lokaciji: u vrećicama, on reagira na gravitaciju i kontrolira ravnotežu glave i tijela u mirovanju. Osjetni završeci smješteni u ampulama organa ravnoteže kontroliraju promjenu kretanja dijelova tijela (dinamička gravitacija).
Uloga receptora u formiranjurefleksni lukovi
Cijela doktrina refleksa, od studija R. Descartesa do temeljnih otkrića I. P. Pavlova i I. M. Sechenova, zasniva se na ideji o nervnoj aktivnosti kao adekvatnom odgovoru tijela na efekte stimulacije vanjskog i unutrašnjeg okruženja, koje se sprovode uz učešće centralnog nervnog sistema - mozga i kičmene moždine. Kakav god da je odgovor, jednostavan, na primjer, trzaj koljena, ili super složen kao govor, pamćenje ili razmišljanje, njegova prva karika je recepcija - percepcija i razlikovanje stimulansa po njihovoj snazi, amplitudi, intenzitetu.
Takvu diferencijaciju provode senzorni sistemi, koje je IP Pavlov nazvao "pipci mozga". U svakom analizatoru, receptor funkcioniše kao antene koje hvataju i ispituju stimulanse iz okoline: svetlosne ili zvučne talase, hemijske molekule i fizičke faktore. Fiziološki normalna aktivnost svih senzornih sistema bez izuzetka zavisi od rada prve sekcije, koja se naziva perifernim ili receptorom. Svi refleksni lukovi (refleksi) bez izuzetka potiču od njega.
Plectrums
To su biološki aktivne supstance koje vrše prijenos ekscitacije s jednog neurona na drugi u posebnim strukturama - sinapsama. Izlučuje ih akson prvog neurocita i, djelujući kao iritans, izazivaju nervne impulse u receptorskim završecima sljedeće nervne ćelije. Stoga su struktura i funkcije medijatora i receptora usko povezane. Štaviše, nekeneurociti su u stanju da luče dva ili više transmitera, kao što su glutaminska i asparaginska kiselina, adrenalin i GABA.
