Het menselijk zenuwstelsel voert complexe analytische en synthetische processen uit die zorgen voor een snelle aanpassing van organen en systemen aan veranderingen in de externe en interne omgeving. De perceptie van stimuli van de buitenwereld vindt plaats vanwege de structuur, waaronder de processen van afferente neuronen die gliacellen van oligodendrocyten of lemmocyten bevatten. Ze zetten externe of interne stimuli om in bio-elektrische verschijnselen die excitatie of zenuwimpuls worden genoemd. Dergelijke structuren worden receptoren genoemd. In dit artikel zullen we de structuur en functies van de receptoren van verschillende menselijke sensorische systemen bestuderen.
Soorten zenuwuiteinden
In de anatomie zijn er verschillende systemen voor hun classificatie. De meest voorkomende verdeelt receptoren in eenvoudig (bestaande uit processen van één neuron) en complex (een groep neurocyten en hulpgliacellen als onderdeel van een zeer gespecialiseerd sensorisch orgaan). Gebaseerd op de structuur van de zintuiglijke processen.ze zijn verdeeld in primaire en secundaire uiteinden van de centripetale neurocyt. Deze omvatten verschillende huidreceptoren: nociceptoren, mechanoreceptoren, baroreceptoren, thermoreceptoren, evenals zenuwprocessen die interne organen innerveren. Secundair zijn derivaten van het epitheel die een actiepotentiaal creëren als reactie op irritatie (smaak, gehoor, evenwichtsreceptoren). De staafjes en kegeltjes van het lichtgevoelige membraan van het oog - het netvlies - nemen een tussenpositie in tussen de primaire en secundaire gevoelige zenuwuiteinden.
Een ander classificatiesysteem is gebaseerd op zo'n verschil als het type stimulus. Als de irritatie uit de externe omgeving komt, wordt deze waargenomen door exteroreceptoren (bijvoorbeeld geluiden, geuren). En irritatie door factoren van de interne omgeving wordt geanalyseerd door interoreceptoren: visceraal, proprioreceptoren, haarcellen van het vestibulaire apparaat. De functies van de receptoren van sensorische systemen worden dus bepaald door hun structuur en locatie in de zintuigen.
Het concept van analysers
Om onderscheid te maken en onderscheid te maken tussen omgevingsomstandigheden en zich eraan aan te passen, heeft een persoon speciale anatomische en fysiologische structuren die analysatoren of sensorische systemen worden genoemd. De Russische wetenschapper I. P. Pavlov stelde het volgende schema voor hun structuur voor. De eerste sectie werd perifere (receptor) genoemd. De tweede is geleidend en de derde is centraal of corticaal.
Het visuele sensorische systeem omvat bijvoorbeeld gevoeligenetvliescellen - staafjes en kegeltjes, twee oogzenuwen, evenals een zone van de hersenschors in het occipitale deel.
Sommige analysatoren, zoals de reeds genoemde visuele en auditieve, bevatten een pre-receptorniveau - bepaalde anatomische structuren die de perceptie van adequate stimuli verbeteren. Voor het auditieve systeem is dit het buiten- en middenoor, voor het visuele systeem het lichtbrekende deel van het oog, inclusief de sclera, de waterige humor van de voorste oogkamer, de lens en het glasachtig lichaam. We zullen ons concentreren op het perifere deel van de analysator en de vraag beantwoorden wat de functie is van de receptoren die erin zijn opgenomen.
Hoe cellen prikkels waarnemen
In hun membranen (of in het cytosol) bevinden zich speciale moleculen die uit eiwitten bestaan, evenals complexe complexen - glycoproteïnen. Onder invloed van omgevingsfactoren veranderen deze stoffen hun ruimtelijke configuratie, wat als signaal voor de cel zelf dient en deze dwingt om adequaat te reageren.
Sommige chemicaliën, liganden genaamd, kunnen inwerken op de sensorische processen van de cel, wat resulteert in transmembraan-ionenstromen erin. Plasmalemma-eiwitten met receptieve eigenschappen, samen met koolhydraatmoleculen (d.w.z. receptoren), vervullen de functies van anten - ze nemen liganden waar en differentiëren ze.
Ionotrope kanalen
Een ander type cellulaire receptoren - ionotrope kanalen in het membraan die kunnen openen of blokkeren onder invloed vansignaalstoffen, zoals H-cholinerge receptor, vasopressine en insulinereceptoren.
Intracellulaire detectiestructuren zijn transcriptiefactoren die binden aan een ligand en vervolgens de kern binnengaan. Hun verbindingen met DNA worden gevormd, die de transcriptie van een of meer genen versterken of remmen. De belangrijkste functies van celreceptoren zijn dus de perceptie van omgevingssignalen en de regulatie van plastische metabolismereacties.
Standen en kegels: structuur en functies
Deze retinale receptoren reageren op lichtstimuli - fotonen, die het proces van excitatie in de zenuwuiteinden veroorzaken. Ze bevatten speciale pigmenten: jodopsine (kegeltjes) en rodopsine (staafjes). Staafjes zijn geïrriteerd door schemerlicht en kunnen geen kleuren onderscheiden. Kegeltjes zijn verantwoordelijk voor het zien van kleuren en zijn onderverdeeld in drie soorten, die elk een afzonderlijk fotopigment bevatten. De functie van de oogreceptor hangt dus af van welke lichtgevoelige eiwitten het bevat. Staafjes zijn verantwoordelijk voor visuele waarneming bij weinig licht, terwijl kegeltjes verantwoordelijk zijn voor gezichtsscherpte en kleurwaarneming.
Huid is een zintuig
Zenuwuiteinden van neuronen die de dermis binnenkomen, verschillen in hun structuur en reageren op verschillende omgevingsstimuli: temperatuur, druk, oppervlaktevorm. De functies van huidreceptoren zijn om prikkels waar te nemen en om te zetten in elektrische impulsen (het proces van excitatie). Drukreceptoren omvatten Meissner-lichamen die zich in de middelste laag van de huid bevinden - de dermis, die in staat is om te verdunnendiscriminatie van stimuli (hebben een lage gevoeligheidsdrempel).
Pacini-lichaampjes behoren tot baroreceptoren. Ze bevinden zich in het onderhuidse vet. De functies van de receptor - pijnnociceptor - is bescherming tegen pathogene stimuli. Naast de huid bevinden dergelijke zenuwuiteinden zich in alle interne organen en zien ze eruit als vertakkende afferente processen. Thermoreceptoren kunnen zowel in de huid als in interne organen worden gevonden - bloedvaten, delen van het centrale zenuwstelsel. Ze worden ingedeeld in warmte en koude.
De activiteit van deze zintuiglijke uiteinden kan toenemen en hangt af van in welke richting en met welke snelheid de temperatuur van het huidoppervlak verandert. Daarom zijn de functies van huidreceptoren divers en afhankelijk van hun structuur.
Mechanisme van perceptie van auditieve stimuli
Exteroreceptoren zijn haarcellen die zeer gevoelig zijn voor adequate stimuli - geluidsgolven. Ze worden monomodaal genoemd en zijn secundair gevoelig. Ze bevinden zich in het orgaan van Corti van het binnenoor en maken deel uit van het slakkenhuis.
De structuur van Corti's orgel is vergelijkbaar met een harp. Auditieve receptoren zijn ondergedompeld in de perilymfe en hebben groepen microvilli aan hun uiteinden. Trillingen van de vloeistof veroorzaken irritatie van de haarcellen, die veranderen in bio-elektrische verschijnselen - zenuwimpulsen, d.w.z. de functies van de gehoorreceptor - dit is de perceptie van signalen in de vorm van geluidsgolven en hun transformatie in een procesopwinding.
Contact smaakpapillen
Ieder van ons heeft een voorkeur voor eten en drinken. We nemen het smaakbereik van voedselproducten waar met behulp van het smaakorgaan - de tong. Het bevat vier soorten zenuwuiteinden, als volgt gelokaliseerd: aan het puntje van de tong - smaakpapillen die onderscheid maken tussen zoet, aan de wortel - bittere en zoute en zure receptoren op de zijwanden onderscheiden. Irriterende stoffen voor alle soorten receptoruiteinden zijn chemische moleculen die worden waargenomen door de microvilli van smaakpapillen die als antennes fungeren.
De functie van de smaakreceptor is om een chemische stimulus te decoderen en deze te vertalen in een elektrische impuls die langs de zenuwen naar de smaakzone van de hersenschors gaat. Opgemerkt moet worden dat de papillen samenwerken met de zenuwuiteinden van de olfactorische analysator die zich in het slijmvlies van de neusholte bevindt. De gezamenlijke actie van de twee sensorische systemen verbetert en verrijkt de smaaksensaties van een persoon.
Het raadsel van de geur
Net als de smaak reageert de olfactorische analysator met zijn zenuwuiteinden op de moleculen van verschillende chemicaliën. Het mechanisme waarmee geurstoffen de reukkolven irriteren, is nog niet volledig begrepen. Wetenschappers suggereren dat geursignalerende moleculen interageren met verschillende sensorische neuronen in het neusslijmvlies. Andere onderzoekers schrijven de stimulatie van reukreceptoren toe aan het feit dat signaalmoleculen gemeenschappelijke functionele groepen hebben (bijvoorbeeld aldehydeof fenolisch) met stoffen in het sensorische neuron.
De functies van de olfactorische receptor zijn de perceptie van irritatie, de differentiatie en vertaling ervan in het proces van excitatie. Het totale aantal olfactorische bollen in het slijmvlies van de neusholte bereikt 60 miljoen, en elk van hen is uitgerust met een groot aantal trilhaartjes, waardoor het totale contactoppervlak van het receptorveld met moleculen van chemische stoffen - geuren.
Zenuwuiteinden van het vestibulaire apparaat
In het binnenoor bevindt zich een orgaan dat verantwoordelijk is voor de coördinatie en consistentie van motorische handelingen, het lichaam in evenwicht houdt en ook deelneemt aan oriënterende reflexen. Het heeft de vorm van halfcirkelvormige kanalen, wordt een labyrint genoemd en is anatomisch verbonden met het orgaan van Corti. In drie botkanalen zijn zenuwuiteinden ondergedompeld in de endolymfe. Bij het kantelen van het hoofd en de romp oscilleert het, wat irritatie veroorzaakt aan de uiteinden van de zenuwuiteinden.
Vestibulaire receptoren zelf - haarcellen - staan in contact met het membraan. Het bestaat uit kleine kristallen van calciumcarbonaat - otolieten. Samen met de endolymfe beginnen ze ook te bewegen, wat irriterend is voor de zenuwprocessen. De belangrijkste functies van de halfcirkelvormige kanaalreceptor zijn afhankelijk van de locatie: in de zakjes reageert het op de zwaartekracht en regelt het de balans van het hoofd en het lichaam in rust. Zintuiglijke uiteinden in de ampullen van het evenwichtsorgaan regelen de verandering in de bewegingen van lichaamsdelen (dynamische zwaartekracht).
De rol van receptoren in de formatiereflexbogen
De hele doctrine van reflexen, van de studies van R. Descartes tot de fundamentele ontdekkingen van I. P. Pavlov en I. M. Sechenov, is gebaseerd op het idee van zenuwactiviteit als een adequate reactie van het lichaam op de effecten van stimuli van de externe en interne omgeving, uitgevoerd met de deelname van het centrale zenuwstelsel - de hersenen en het ruggenmerg. Wat het antwoord ook is, eenvoudig, bijvoorbeeld een knieschok, of zo supercomplex als spraak, geheugen of denken, de eerste schakel is ontvangst - de perceptie en discriminatie van stimuli op basis van hun sterkte, amplitude en intensiteit.
Een dergelijke differentiatie wordt uitgevoerd door sensorische systemen, die IP Pavlov 'tentakels van de hersenen' noemde. In elke analysator fungeert de receptor als antennes die omgevingsstimuli opvangen en onderzoeken: licht- of geluidsgolven, chemische moleculen en fysieke factoren. De fysiologisch normale activiteit van alle sensorische systemen hangt zonder uitzondering af van het werk van de eerste sectie, de perifere of receptor genoemd. Alle reflexbogen (reflexen) zonder uitzondering komen daaruit voort.
Plectrums
Dit zijn biologisch actieve stoffen die de overdracht van excitatie van het ene neuron naar het andere uitvoeren in speciale structuren - synapsen. Ze worden uitgescheiden door het axon van de eerste neurocyt en veroorzaken, als irriterend middel, zenuwimpulsen in de receptoruiteinden van de volgende zenuwcel. Daarom zijn de structuur en functies van mediatoren en receptoren nauw met elkaar verbonden. Bovendien, sommigeneurocyten kunnen twee of meer zenders afscheiden, zoals glutaminezuur en asparaginezuur, adrenaline en GABA.
