Il sistema nervoso umano esegue complessiprocessi analitici e sintetici che assicurano il rapido adattamento di organi e sistemi ai cambiamenti nell'ambiente esterno ed interno. La percezione degli stimoli dal mondo esterno avviene a causa della struttura, che include i processi di neuroni afferenti contenenti cellule gliali-oligodendrociti o lemmociti. Trasformano gli stimoli esterni o interni in fenomeni bioelettrici chiamati eccitazione o impulso nervoso. Tali strutture sono chiamate recettori. In questo articolo studieremo la struttura e la funzione dei recettori di vari sistemi sensoriali umani.
In anatomia, ci sono diversi sistemi di loroclassificazione. Il più comune divide i recettori in semplici (costituiti dai processi di un neurone) e complessi (un gruppo di neurociti e cellule gliali ausiliarie come parte di un organo di senso altamente specializzato). Basato sulla struttura dei processi sensoriali. sono divisi in terminazioni primarie e secondarie del neurocita centripeto. Questi includono vari recettori cutanei: nocicettori, meccanocettori, barocettori, termocettori, nonché processi nervosi che innervano gli organi interni. Secondari sono derivati dell'epitelio che creano un potenziale d'azione in risposta all'irritazione (recettori del gusto, udito, equilibrio). I bastoncelli e i coni della membrana fotosensibile dell'occhio - la retina - occupano una posizione intermedia tra le terminazioni nervose sensibili primarie e secondarie.
Un altro sistema di classificazione si basa su quanto seguedifferenze come una sorta di stimolo. Se l'irritazione proviene dall'ambiente esterno, viene percepita dagli esterocettori (ad esempio, suoni, odori). E l'irritazione da fattori dell'ambiente interno viene analizzata dagli interorecettori: viscerale, propriocettori, cellule ciliate dell'apparato vestibolare. Pertanto, le funzioni dei recettori dei sistemi sensoriali sono determinate dalla loro struttura e posizione negli organi di senso.
Per differenziare e distinguerecondizioni ambientali e adattarsi ad esso, una persona ha speciali strutture anatomiche e fisiologiche chiamate analizzatori o sistemi sensoriali. Lo scienziato russo I.P. Pavlov ha proposto il seguente schema della loro struttura. La prima sezione è stata chiamata periferica (recettore). Il secondo è conduttivo e il terzo è centrale o corticale.
Ad esempio, il sistema sensoriale visivoinclude le cellule sensibili della retina - bastoncelli e coni, due nervi ottici, nonché l'area della corteccia cerebrale situata nella sua parte occipitale.
Alcuni analizzatori, come giài menzionati visivi e uditivi, includono il livello pre-recettore - alcune strutture anatomiche che migliorano la percezione di stimoli adeguati. Per l'udito, questo è l'orecchio esterno e medio, per il sistema visivo, la parte refrattiva dell'occhio, compresa la sclera, l'umore acqueo della camera anteriore dell'occhio, il cristallino e il corpo vitreo. Ci concentreremo sulla parte periferica dell'analizzatore e risponderemo alla domanda su quale sia la funzione dei recettori inclusi in esso.
Nelle loro membrane (o nel citosol) ci sonomolecole speciali costituite da proteine e complessi complessi - glicoproteine. Sotto l'influenza di fattori ambientali, queste sostanze cambiano la loro configurazione spaziale, che funge da segnale per la cellula stessa e la costringe a rispondere adeguatamente.
Alcuni prodotti chimici denominatiligandi, possono influenzare i processi sensoriali della cellula, a seguito dei quali si formano correnti ioniche transmembrana. Le proteine Plasmalemma con proprietà recettive, insieme alle molecole di carboidrati (cioè i recettori), svolgono le funzioni di antenne: percepiscono e differenziano i ligandi.
Un altro tipo di recettore cellulare è ionotropicocanali situati nella membrana che possono essere aperti o bloccati sotto l'influenza di sostanze chimiche di segnalazione, ad esempio il recettore H-colinergico, la vasopressina e i recettori dell'insulina.
Strutture ricettive intracellulariinclude fattori di trascrizione che si legano al ligando e quindi entrano nel nucleo. Si formano i loro composti con DNA, che migliorano o inibiscono la trascrizione di uno o più geni. Pertanto, le funzioni principali dei recettori cellulari sono la percezione dei segnali dall'ambiente esterno e la regolazione delle reazioni metaboliche plastiche.
Questi recettori retinici rispondonostimoli luminosi - fotoni che provocano un processo di eccitazione nelle terminazioni nervose. Contengono pigmenti speciali: iodopsina (coni) e rodopsina (bastoncelli). Le aste sono irritate dalla luce crepuscolare e non sono in grado di distinguere i colori. I coni sono responsabili della visione dei colori e sono divisi in tre tipi, ognuno dei quali contiene un fotopigmento separato. Pertanto, la funzione del recettore oculare dipende da quali proteine sensibili alla luce sono incluse in esso. I bastoncelli sono responsabili della percezione visiva in condizioni di scarsa illuminazione e i coni sono responsabili dell'acuità visiva e della percezione del colore.
Terminazioni nervose dei neuroni che entrano nel derma,differiscono nella loro struttura e rispondono a vari stimoli dell'ambiente esterno: temperatura, pressione, forma della superficie. La funzione dei recettori cutanei è quella di percepire e trasformare gli stimoli in impulsi elettrici (processo di eccitazione). I recettori di pressione includono i piccoli corpi di Meissner, situati nello strato intermedio della pelle - il derma, capaci di discriminare finemente gli stimoli (hanno una bassa soglia di sensibilità).
I barocettori includono i piccoli corpi di Pacini.Si trovano nel grasso sottocutaneo. La funzione del recettore del dolore-nocicettore è quella di proteggere dagli irritanti patogeni. Oltre alla pelle, tali terminazioni nervose si trovano in tutti gli organi interni e sembrano processi afferenti ramificati. I termocettori possono essere trovati sia nella pelle che negli organi interni: vasi sanguigni, parti del sistema nervoso centrale. Sono classificati in caldo e freddo.
L'attività di queste terminazioni sensoriali puòaumentare e dipende da quale direzione ea quale velocità cambia la temperatura della superficie cutanea. Di conseguenza, le funzioni dei recettori cutanei sono diverse e dipendono dalla loro struttura.
Gli esterni sono cellule ciliate cheavere un'elevata sensibilità a stimoli adeguati - onde sonore. Si chiamano monomodali e sono secondariamente sensibili. Si trovano nell'organo di Corti dell'orecchio interno, essendo parte della coclea.
L'organo di Corti è simile nella struttura a un'arpa.I recettori uditivi sono immersi nella perilinfa e hanno gruppi di microvilli alle loro estremità. Le fluttuazioni del liquido causano l'irritazione delle cellule ciliate, che si trasformano in fenomeni bioelettrici: gli impulsi nervosi, cioè le funzioni del recettore dell'udito sono la percezione dei segnali sotto forma di onde sonore e la loro trasformazione nel processo di eccitazione.
Ognuno di noi ha una preferenza per il cibo ebevande. Percepiamo la gamma di prodotti alimentari con l'aiuto dell'organo del gusto: la lingua. Contiene quattro tipi di terminazioni nervose, localizzate come segue: sulla punta della lingua ci sono papille gustative che distinguono il dolce, alla sua radice - amaro e salato e acido si distinguono per i recettori delle pareti laterali. Gli irritanti per tutti i tipi di terminazioni recettoriali sono molecole chimiche percepite dai microvilli delle papille gustative, che agiscono come antenne.
La funzione del recettore del gusto è quella di decodificare la sostanza chimicastimolo e lo traducono in un impulso elettrico che viaggia lungo i nervi fino alla zona del gusto della corteccia cerebrale. Va notato che le papille lavorano in tandem con le terminazioni nervose dell'analizzatore olfattivo, situato nella mucosa della cavità nasale. L'azione combinata dei due sistemi sensoriali esalta e arricchisce le sensazioni gustative umane.
Proprio come l'analizzatore gustativo e olfattivoreagisce con le sue terminazioni nervose a molecole di varie sostanze chimiche. Il meccanismo stesso con cui i composti odorosi irritano i bulbi olfattivi non è ancora del tutto compreso. Gli scienziati ipotizzano che le molecole di segnalazione degli odori interagiscano con vari neuroni sensoriali nella mucosa nasale. Altri ricercatori associano l'irritazione dei recettori olfattivi al fatto che le molecole di segnalazione hanno gruppi funzionali comuni (ad esempio, aldeide o fenolico) con sostanze incluse nel neurone sensoriale.
Le funzioni del recettore olfattivo sonopercezione dell'irritazione, sua differenziazione e tradotta nel processo di eccitazione. Il numero totale di bulbi olfattivi nella mucosa della cavità nasale raggiunge i 60 milioni e ciascuno di essi è dotato di un gran numero di ciglia, a causa del quale aumenta l'area totale di contatto del campo recettore con molecole di sostanze chimiche - odori.
L'orecchio interno contiene l'organo responsabilecoordinamento e coerenza degli atti motori, mantenendo il corpo in uno stato di equilibrio, oltre a partecipare all'orientamento dei riflessi. Ha la forma di canali semicircolari, è chiamato labirinto ed è anatomicamente associato all'organo di Corti. Ci sono terminazioni nervose incorporate nell'endolinfa in tre canali ossei. Quando la testa e il tronco sono inclinati, fluttua, il che provoca irritazione alle estremità delle terminazioni nervose.
Gli stessi recettori vestibolari sono cellule ciliate- a contatto con la membrana. Contiene piccoli cristalli di carbonato di calcio - otoliti. Insieme all'endolinfa, iniziano anche a muoversi, il che funge da irritante per i processi nervosi. Le principali funzioni del recettore dei canali semicircolari dipendono dalla sua posizione: nelle sacche, reagisce alla gravità e controlla l'equilibrio della testa e del corpo a riposo. Le terminazioni sensoriali situate nelle fiale dell'organo dell'equilibrio controllano il cambiamento nei movimenti delle parti del corpo (gravità dinamica).
L'intera dottrina dei riflessi, da R.Descartes e prima delle scoperte fondamentali di I.P. Pavlov e I.M.Sechenov, si basa sul concetto di attività nervosa come risposta adeguata del corpo agli effetti degli stimoli dell'ambiente esterno e interno, effettuata con la partecipazione del sistema nervoso centrale - il cervello e il midollo spinale. Qualunque sia la risposta, semplice, ad esempio, un riflesso del ginocchio, o super complessa come la parola, la memoria o il pensiero, il suo primo anello è la ricezione - percezione e discriminazione degli stimoli in base alla loro forza, ampiezza, intensità.
Questa differenziazione viene effettuata sensorialesistemi che IP Pavlov chiamava "i tentacoli del cervello". In ogni analizzatore, il recettore funziona come un'antenna che cattura e sonda gli stimoli dall'ambiente esterno: onde luminose o sonore, molecole di sostanze chimiche, fattori fisici. L'attività fisiologicamente normale di tutti i sistemi sensoriali, senza eccezioni, dipende dal lavoro del primo reparto, chiamato periferico o recettore. Tutti gli archi riflessi (riflessi) senza eccezione hanno origine da esso.
Queste sono sostanze biologicamente attiveeffettuando il trasferimento dell'eccitazione da un neurone all'altro in strutture speciali - sinapsi. Sono secreti dall'assone del primo neurocita e, agendo come irritante, provocano impulsi nervosi nelle terminazioni recettoriali della cellula nervosa successiva. Pertanto, la struttura e le funzioni di mediatori e recettori sono strettamente correlate. Inoltre, alcuni neurociti sono in grado di secernere due o più trasmettitori, ad esempio acido glutammico e aspartico, adrenalina e GABA.
