Будова і функції рецептора сенсорних систем. Основні функції рецепторів клітини

Нервова система людини здійснює складні аналітико-синтетичні процеси, що забезпечують швидку адаптацію органів і систем до змін зовнішнього і внутрішнього середовища. Сприйняття подразників з навколишнього світу відбувається завдяки структурі, що включає в себе відростки аферентних нейронів, що містять гліальні клітини-олігодендроціти, або леммоціти. Вони перетворюють зовнішні або внутрішні подразники в біоелектричні явища, звані збудженням або нервовим імпульсом. Такі структури називаються рецепторами. У даній статті ми вивчимо будову і функції рецепторів різних сенсорних систем людини.

Види нервових закінчень

В анатомії існує кілька систем їх класифікації. Найбільш поширена ділить рецептори на прості (складаються з відростків одного нейрона) і складні (група нейроцитів і допоміжних клітин глії в складі вузькоспеціалізованого органу чуття). Виходячи з будови сенсорних відростків. їх поділяють на первинні та вторинні закінчення центростремительного нейроцита. До таких відносять різні рецептори шкіри: ноцицептори, механорецептори, барорецептори, терморецептори, а також нервові відростки, що іннервують внутрішні органи. Вторинні є похідними епітелію, що створюють потенціал дії у відповідь на роздратування (рецептори смаку, слуху, рівноваги). Палички і колбочки світлочутливої оболонки ока - сітківки - займають проміжне положення між первинно і вторічночувствітельнимі нервовими закінченнями.

Ще одна система класифікації побудована на такому відміну, як вид подразника. Якщо роздратування виходить із зовнішнього середовища, то воно сприймається екстерорецепторов (наприклад звуки, запахи). А роздратування факторами внутрішнього середовища аналізується интерорецепторов: вісцеральними, пропріорецепторами, волосовими клітинами вестибулярного апарату. Таким чином, функції рецепторів сенсорних систем обумовлені їх будовою і місцем розташування в органах почуттів.

Відео: Зоровий аналізатор

Поняття про аналізатори

Для того щоб диференціювати і розрізняти умови зовнішнього середовища і пристосовуватися до неї, у людини існують спеціальні анатомо-фізіологічні структури, звані аналізаторами, або сенсорними системами. Російський учений І. П. Павлов запропонував наступну схему їх будови. Перший відділ був названий периферичних (рецепторних). Другий - провідникові, а третій - центральним, або кірковим.

Так, наприклад, зорова сенсорна система включає в себе чутливі клітини сітківки - палички і колбочки, два зорових нерва, а також зону кори головного мозку, розташовану в її потиличної частини.

Деякі аналізатори, такі як уже згадувані зоровий і слуховий, включають в себе дорецепторний рівень - певні анатомічні структури, що покращують сприйняття адекватних подразників. Для слуховий це зовнішнє і середнє вухо, для зорової системи - светопреломляющая частина очі, що включає склеру, водянисту вологу передньої камери ока, кришталик, склоподібне тіло. Ми зупинимося на периферійній частині аналізатора і відповімо на питання про те, яка функція рецепторів, що входять в нього.

Як клітини сприймають подразники

В їх мембранах (або в цитоплазмі) знаходяться спеціальні молекули, що складаються з білків, а також складні комплекси - глікопротеїди. Під впливом факторів зовнішнього середовища ці речовини змінюють свою просторову конфігурацію, що служить сигналом для самої клітини і змушує її реагувати адекватно.

Деякі хімічні речовини, названі лигандами, можуть впливати на сенсорні відростки клітини, внаслідок чого в ній виникають трансмембранні іонні струми. Білки плазмалемми, що володіють рецептивних властивостями, разом з молекулами вуглеводів (т. Е. Рецептори) виконують функції аннтен - сприймають і диференціюють ліганди.

іонотропние канали

Ще один вид клітинних рецепторів - іонотропние канали, розташовані в мембрані, здатні відкриватися або блокуватися під впливом сигнальних хімічних весществ, наприклад Н-холінорецептор, рецептори вазопресину і інсуліну.

До внутрішньоклітинним сприймає структурам належать фактори транскрипції, які з`єднуються з лігандом і потім проникають в ядро. Утворюються їх з`єднання з ДНК, які посилюють або пригнічують транскрипцію одного або декількох генів. Таким чином, основні функції рецепторів клітини - це сприйняття сигналів зовнішнього середовища і регуляція реакцій пластичного обміну.

Палички і колбочки: будова і функції

Ці рецептори сітківки ока реагують на світлові подразники - фотони, які викликають в нервових закінченнях процес збудження. Вони містять спеціальні пігменти: йодопсин (колбочки) і родопсин (палички). Палички дратуються сутінковим світлом і не здатні розрізняти кольори. Колбочки відповідають за колірний зір і діляться на три види, кожен з яких містить окремий фотопігмент. Таким чином, функція рецептора очі залежить від того, які світлочутливі білки в нього входять. Палички обумовлюють зорове сприйняття при слабкому освітленні, а колбочки відповідають за гостроту зору і сприйняття кольору.

Шкіра - орган почуттів

Нервові закінчення нейронів, що входять в дерму, розрізняються своєю будовою і реагують на різні подразники зовнішнього середовища: температуру, тиск, форму поверхні. Функції рецепторів шкіри - сприймати і трансформувати подразники в електричні імпульси (процес збудження). До рецепторів тиску відносяться тільця Мейснера, розташовані в середньому шарі шкіри - дермі, здатні до тонкого розрізнення подразників (мають низький поріг чутливості).

До барорецепторами відносяться тільця Пачіно. Вони розташовуються в підшкірно-жирової клітковини. Функції рецептора - ноцицепторах болю - це захист від патогенних подразників. Крім шкіри такі нервові закінчення розташовані у всіх внутрішніх органах і мають вигляд розгалужених аферентних відростків. Терморецептори можуть перебувати як в шкірі, так і у внутрішніх органах - кровоносних судинах, відділах центральної нервової системи. Вони класифікуються на теплові та холодові.

Активність цих сенсорних закінчень може збільшуватися і залежить від того, в якому напрямку і з якою швидкістю змінюється температура поверхні шкіри. Отже, функції рецепторів шкіри різноманітні і залежать від їх будови.

Механізм сприйняття слухових подразників

Екстерорецептори - волоскові клітини, які мають високу чутливість до адекватних подразників - звукових хвиль. Вони називаються мономодальні і є вторічночувствітельнимі. Розташовуються в Кортиєва органі внутрішнього вуха, входячи до складу равлики.

Відео: Сенсорні системи організму, почуття людини. Фізіологія, органи, відділи та будова сенсорних систем

За своєю будовою кортів орган схожий на арфу. Слухові рецептори занурені в перилімфу і мають на своїх кінцях групи мікроворсинок. Коливання рідини викликають роздратування волоскових клітин, що переходять в біоелектричні явища - нервові імпульси, т. Е. Функції рецептора слуху - це сприйняття сигналів, що мають вид звукових хвиль, і трансформація їх в процес збудження.

Контактні рецептори смаку

Кожен з нас має перевагу в їжі та напоях. Смакову гаму продуктів харчування ми сприймаємо за допомогою органу смаку - мови. Він містить чотири типи нервових закінчень, локалізованих в такий спосіб: на кінчику язика - смакові сосочки, що розрізняють солодке, на його корені - гірке, а солоне і кисле розрізняють рецептори бічних стінок. Подразниками для всіх типів рецепторних закінчень служать молекули хімічних речовин, які сприймаються микроворсинками смакових цибулин, що виконують функції антен.

Функції рецептора смаку - декодувати хімічний подразник і перевести його в електричний імпульс, що надходить по нервах у смакову зону кори головного мозку. Потрібно відзначити, що сосочки працюють в парі з нервовими закінченнями нюхового аналізатора, розташованими в слизовій оболонці носової порожнини. Спільна дія двох сенсорних систем посилює і збагачує смакові відчуття людини.

загадка нюху

Так само, як і смакової, нюховий аналізатор реагує своїми нервовими закінченнями на молекули різних хімічних речовин. Сам механізм, завдяки якому пахучі сполуки дратують нюхові цибулини, поки до кінця не вивчений. Учення припускають, що сигнальні молекули запаху взаємодіють з різними сенсорними нейронами слизової оболонки носа. Інші дослідники пов`язують роздратування нюхових рецепторів з тим, що сигнальні молекули мають загальні функціональні групи (наприклад, альдегидную або фенольну) з речовинами, що входять в сенсорний нейрон.

Функції рецептора нюху полягають в сприйнятті подразнення, його диференціювання і в перекладі в процес збудження. Загальна кількість нюхових цибулин в слизовій оболонці носової порожнини досягає 60 млн, причому кожна з них забезпечена великою кількістю війок, завдяки яким збільшується загальна площа зіткнення рецепторного поля з молекулами хімічних речовин - запахів.

Нервові закінчення вестибулярного апарату

У внутрішньому вусі розташований орган, який відповідає за координацію і узгодженість рухових актів, підтримання тіла в стані рівноваги, а також бере участь в орієнтовних рефлекси. Він має вигляд півколових каналів, називається лабіринтом і анатомічно пов`язаний з кортієвого органом. У трьох кісткових каналах знаходяться нервові закінчення, занурені в ендолімфу. При нахилах голови і тулуба вона коливається, що викликає роздратування на кінцях нервових закінчень.

Відео: 5.3 Нервова система - Головний мозок (8 клас) - біологія, підготовка до зовнішнього тестування і ОГЕ 2017

Самі вестибулярні рецептори - волоскові клітини - контактують з мембраною. До її складу входять дрібні кристали карбонату кальцію - отоліти. Разом з ендолімфою вони також починають переміщатися, що служить подразником для нервових відростків. Основні функції рецептора півколових каналів залежать від його місця розташування: в мішечках він реагує на гравітацію і контролює рівновагу голови і тіла в стані спокою. Сенсорні закінчення, що знаходяться в ампулах органу рівноваги, контролюють зміна рухів частин тіла (динамічна гравітація).

Роль рецепторів у формуванні рефлекторних дуг

Все вчення про рефлексах, починаючи від досліджень Р. Декарта і до фундаментальних відкриттів І. П. Павлова і І. М. Сеченова, базується на уявленні про нервової діяльності як адекватну відповідь організму на впливу подразників зовнішнього і внутрішнього середовища, що здійснюються за участю центральної нервової системи - головного і спинного мозку. Яким би не був відповідь, простим, наприклад, колінний рефлекс, або таким надскладним, як мова, пам`ять або мислення, його першою ланкою є рецепція - сприйняття і розрізнення подразників за їх силі, амплітуді, інтенсивності.

Така диференціація здійснюється сенсорними системами, які І. П. Павлов назвав «щупальцями мозку». У кожному аналізаторі рецептор виконує функції антен, які вловлюють і зондують подразники зовнішнього середовища: світлові або звукові хвилі, молекули хімічних речовин, фізичні фактори. Фізіологічно нормальна діяльність усіх без винятку сенсорних систем залежить від роботи першого відділу, званого периферичних, або рецепторних. Від нього беруть початок всі без винятку рефлекторні дуги (Рефлекси).

медіатори

Це біологічно активні речовини, які здійснюють передачу збудження від одного нейрона до іншого в спеціальних структурах - синапсах. Вони секретируются аксоном першого нейроцита і, виступаючи в ролі подразника, викликають нервові імпульси в рецепторних закінченнях наступної нервової клітини. Тому будова і функції медіаторів і рецепторів тісно взаємопов`язані. Більш того, деякі нейроцита здатні виділяти два і більше трансмітера, наприклад, глутамінової та аспарагінову кислоти, адреналін і ГАМК.