Cilvēka nervu sistēma veic sarežģītus analītiskos un sintētiskos procesus, kas nodrošina orgānu un sistēmu ātru pielāgošanos ārējās un iekšējās vides izmaiņām. Ārpasaules stimulu uztvere notiek struktūras dēļ, kas ietver oligodendrocītu glia šūnas vai lemmocītus saturošo aferento neironu procesus. Tie pārvērš ārējos vai iekšējos stimulus bioelektriskās parādībās, ko sauc par ierosmi vai nervu impulsiem. Šādas struktūras sauc par receptoriem. Šajā rakstā mēs pētīsim dažādu cilvēka maņu sistēmu receptoru uzbūvi un funkcijas.
Nervu galu veidi
Anatomijā ir vairākas to klasifikācijas sistēmas. Visizplatītākais receptorus sadala vienkāršajos (sastāv no viena neirona procesiem) un kompleksajos (neirocītu un glia palīgšūnu grupa kā daļa no ļoti specializēta maņu orgāna). Pamatojoties uz maņu procesu struktūru.tos iedala centrtieces neirocīta primārajos un sekundārajos galos. Tajos ietilpst dažādi ādas receptori: nociceptori, mehānoreceptori, baroreceptori, termoreceptori, kā arī iekšējos orgānus inervējošie nervu procesi. Sekundārie ir epitēlija atvasinājumi, kas rada darbības potenciālu, reaģējot uz kairinājumu (garšas, dzirdes, līdzsvara receptori). Acs gaismas jutīgās membrānas - tīklenes - stieņi un konusi ieņem starpstāvokli starp primārajiem un sekundārajiem jutīgajiem nervu galiem.
Cita klasifikācijas sistēma ir balstīta uz tādu atšķirību kā stimula veids. Ja kairinājums nāk no ārējās vides, tad to uztver eksteroreceptori (piemēram, skaņas, smakas). Iekšējās vides faktoru izraisīto kairinājumu analizē interoreceptori: viscerālie, proprioreceptori, vestibulārā aparāta matu šūnas. Tādējādi maņu sistēmu receptoru funkcijas nosaka to struktūra un atrašanās vieta maņu orgānos.
Analizatoru jēdziens
Lai atšķirtu un atšķirtu vides apstākļus un pielāgotos tiem, cilvēkam ir īpašas anatomiskas un fizioloģiskas struktūras, ko sauc par analizatoriem jeb sensorajām sistēmām. Krievu zinātnieks I. P. Pavlovs to struktūrai ierosināja šādu shēmu. Pirmo sadaļu sauca par perifēro (receptoru). Otrais ir vadošs, bet trešais ir centrālais jeb kortikālais.
Piemēram, vizuālā sensorā sistēma ietver jutīgutīklenes šūnas - stieņi un konusi, divi redzes nervi, kā arī smadzeņu garozas zona, kas atrodas tās pakauša daļā.
Daži analizatori, piemēram, jau minētie vizuālie un dzirdamie, ietver pirmsreceptoru līmeni - noteiktas anatomiskas struktūras, kas uzlabo adekvātu stimulu uztveri. Dzirdes sistēmai tā ir ārējā un vidusauss, redzes sistēmai - acs gaismu laužošā daļa, tostarp sklēra, acs priekšējās kameras ūdens šķidrums, lēca un stiklveida ķermenis. Mēs pievērsīsimies analizatora perifērajai daļai un atbildēsim uz jautājumu, kāda ir tajā iekļauto receptoru funkcija.
Kā šūnas uztver stimulus
To membrānās (vai citozolā) atrodas īpašas molekulas, kas sastāv no olb altumvielām, kā arī kompleksi kompleksi – glikoproteīni. Vides faktoru ietekmē šīs vielas maina savu telpisko konfigurāciju, kas kalpo kā signāls pašai šūnai un liek tai adekvāti reaģēt.
Dažas ķīmiskas vielas, ko sauc par ligandiem, var iedarboties uz šūnas maņu procesiem, kā rezultātā tajā veidojas transmembrānas jonu strāvas. Plazmalemmas proteīni ar uztverošām īpašībām kopā ar ogļhidrātu molekulām (t.i. receptoriem) pilda antenas funkcijas - uztver un diferencē ligandus.
Jonotropiskie kanāli
Cita veida šūnu receptori - jonotropi kanāli, kas atrodas membrānā un spēj atvērties vai bloķētsignalizācijas ķimikālijas, piemēram, H-holīnerģisko receptoru, vazopresīna un insulīna receptoru.
Intracelulārās jutīgās struktūras ir transkripcijas faktori, kas saistās ar ligandu un pēc tam nonāk kodolā. To savienojumi ar DNS veidojas, kas uzlabo vai kavē viena vai vairāku gēnu transkripciju. Tādējādi galvenās šūnu receptoru funkcijas ir vides signālu uztvere un plastisko vielmaiņas reakciju regulēšana.
Stanti un konusi: struktūra un funkcijas
Šie tīklenes receptori reaģē uz gaismas stimuliem – fotoniem, kas izraisa uzbudinājuma procesu nervu galos. Tie satur īpašus pigmentus: jodopsīnu (konusi) un rodopsīnu (stieņus). Stieņus kairina krēslas gaisma un tie nespēj atšķirt krāsas. Konusi ir atbildīgi par krāsu redzi un ir sadalīti trīs veidos, no kuriem katrs satur atsevišķu fotopigmentu. Tādējādi acs receptora darbība ir atkarīga no tā, kuras gaismas jutīgās olb altumvielas tas satur. Stieņi ir atbildīgi par redzes uztveri vājā apgaismojumā, savukārt konusi ir atbildīgi par redzes asumu un krāsu uztveri.
Āda ir maņu orgāns
Dermā nonākušo neironu nervu gali atšķiras pēc savas uzbūves un reaģē uz dažādiem vides stimuliem: temperatūru, spiedienu, virsmas formu. Ādas receptoru funkcijas ir uztvert un pārveidot stimulus elektriskos impulsos (uzbudinājuma process). Spiediena receptori ietver Meisnera ķermeņus, kas atrodas ādas vidējā slānī - dermā, kas spēj plānasstimulu diskriminācija (ar zemu jutības slieksni).
Pacini ķermeņi pieder baroreceptoriem. Tie atrodas zemādas taukos. Receptora – sāpju nociceptora – funkcijas ir aizsardzība pret patogēniem stimuliem. Papildus ādai šādi nervu gali atrodas visos iekšējos orgānos un izskatās kā zarojoši aferenti procesi. Termoreceptorus var atrast gan ādā, gan iekšējos orgānos – asinsvados, centrālās nervu sistēmas daļās. Tos iedala karstumā un aukstumā.
Šo sensoro galu aktivitāte var palielināties un ir atkarīga no tā, kādā virzienā un ar kādu ātrumu mainās ādas virsmas temperatūra. Tāpēc ādas receptoru funkcijas ir daudzveidīgas un atkarīgas no to struktūras.
Dzirdes stimulu uztveres mehānisms
Eksteroreceptori ir matu šūnas, kas ir ļoti jutīgas pret atbilstošiem stimuliem – skaņas viļņiem. Tos sauc par monomodāliem un ir sekundāri jutīgi. Tie atrodas iekšējās auss Korti orgānā, kas ir daļa no gliemežnīcas.
Korti ērģeļu uzbūve ir līdzīga arfai. Dzirdes receptori ir iegremdēti perilimfā, un to galos ir mikrovillu grupas. Šķidruma vibrācijas izraisa matu šūnu kairinājumu, kas pārvēršas bioelektriskās parādībās - nervu impulsos, t.i., dzirdes receptoru funkcijās - tā ir signālu uztveršana, kam ir skaņas viļņu forma, un to pārvēršanās procesā.uzbudinājums.
Sazinieties ar garšas kārpiņām
Katrs no mums dod priekšroku ēdienam un dzērieniem. Pārtikas produktu garšas klāstu mēs uztveram ar garšas orgāna - mēles palīdzību. Tas satur četru veidu nervu galus, kas lokalizēti šādi: mēles galā – garšas kārpiņas, kas atšķir saldo, tās saknē – rūgto, un sānu sienās izšķir sāļu un skābo receptorus. Visu veidu receptoru galu kairinātāji ir ķīmiskās molekulas, ko uztver garšas kārpiņu mikrovirsiņi, kas darbojas kā antenas.
Garšas receptora funkcija ir atšifrēt ķīmisku stimulu un pārvērst to elektriskā impulsā, kas pa nerviem virzās uz smadzeņu garozas garšas zonu. Jāatzīmē, ka papillas darbojas tandēmā ar ožas analizatora nervu galiem, kas atrodas deguna dobuma gļotādā. Abu sensoro sistēmu kopīgā darbība uzlabo un bagātina cilvēka garšas sajūtas.
Smaržas mīkla
Tāpat kā garša, arī ožas analizators ar nervu galiem reaģē uz dažādu ķīmisko vielu molekulām. Pats mehānisms, ar kuru smaržojošie savienojumi kairina ožas spuldzes, vēl nav pilnībā izprasts. Zinātnieki liek domāt, ka smakas signalizācijas molekulas mijiedarbojas ar dažādiem sensoriem neironiem deguna gļotādā. Citi pētnieki ožas receptoru stimulāciju saista ar faktu, ka signalizācijas molekulām ir kopīgas funkcionālās grupas (piemēram, aldehīdsvai fenola) ar vielām, kas iekļautas sensorajā neironā.
Ožas receptora funkcijas ir kairinājuma uztvere, tā diferencēšana un pārvēršana ierosināšanas procesā. Kopējais ožas sīpoliņu skaits deguna dobuma gļotādā sasniedz 60 miljonus, un katra no tām ir aprīkota ar lielu skaitu skropstu, kuru dēļ kopējā receptoru lauka saskares laukums ar molekulām ķīmiskās vielas - smakas.
Vestibulārā aparāta nervu gali
Iekšējā ausī atrodas orgāns, kas atbild par motorisko darbību koordināciju un konsekvenci, ķermeņa uzturēšanu līdzsvara stāvoklī, kā arī piedalās orientējošajos refleksos. Tam ir pusloku kanālu forma, to sauc par labirintu un anatomiski saistīts ar Korti orgānu. Trīs kaulu kanālos ir nervu gali, kas iegremdēti endolimfā. Noliecot galvu un rumpi, tas svārstās, kas izraisa kairinājumu nervu galu galos.
Vestibulārie receptori – matu šūnas – saskaras ar membrānu. Tas sastāv no maziem kalcija karbonāta kristāliem - otolītiem. Kopā ar endolimfu tās arī sāk kustēties, kas kalpo kā nervu procesu kairinātājs. Pusapaļa kanāla receptora galvenās funkcijas ir atkarīgas no tā atrašanās vietas: maisiņos tas reaģē uz gravitāciju un kontrolē galvas un ķermeņa līdzsvaru miera stāvoklī. Sensorās galos, kas atrodas līdzsvara orgāna ampulās, kontrolē ķermeņa daļu kustību izmaiņas (dinamisko gravitāciju).
Receptoru loma veidošanārefleksu loki
Visa refleksu doktrīna, sākot no R. Dekarta pētījumiem līdz I. P. Pavlova un I. M. Sečenova fundamentālajiem atklājumiem, balstās uz ideju par nervu darbību kā adekvātu ķermeņa reakciju uz ārējās un iekšējās vides stimuli, ko veic, piedaloties centrālajai nervu sistēmai - smadzenēm un muguras smadzenēm. Lai kāda būtu atbilde, vienkārša, piemēram, ceļgala raustīšanās vai tik ļoti sarežģīta kā runa, atmiņa vai domāšana, tās pirmā saite ir uztveršana – stimulu uztvere un atšķiršana pēc to spēka, amplitūdas, intensitātes.
Šādu diferenciāciju veic sensorās sistēmas, kuras IP Pavlovs nosauca par "smadzeņu taustekļiem". Katrā analizatorā receptors darbojas kā antenas, kas uztver un zondē vides stimulus: gaismas vai skaņas viļņus, ķīmiskās molekulas un fizikālos faktorus. Visu bez izņēmuma sensoro sistēmu fizioloģiski normāla darbība ir atkarīga no pirmās sadaļas, ko sauc par perifēro jeb receptoru, darba. Visi refleksu loki (refleksi) bez izņēmuma rodas no tā.
Plectrums
Tās ir bioloģiski aktīvas vielas, kas veic ierosmes pārnešanu no viena neirona uz otru īpašās struktūrās – sinapsēs. Tos izdala pirmā neirocīta aksons un, darbojoties kā kairinātājs, izraisa nervu impulsus nākamās nervu šūnas receptoru galos. Tāpēc mediatoru un receptoru struktūra un funkcijas ir cieši saistītas. Turklāt dažineirocīti spēj izdalīt divus vai vairākus raidītājus, piemēram, glutamīnskābi un asparagīnskābi, adrenalīnu un GABA.
