Функция рецепторов

Строение и функции рецептора сенсорных систем. Основные функции рецепторов клетки

Функция рецепторов

Нервная система человека осуществляет сложные аналитико-синтетические процессы, обеспечивающие быструю адаптацию органов и систем к изменениям внешней и внутренней среды.

Восприятие раздражителей из окружающего мира происходит благодаря структуре, включающей в себя отростки афферентных нейронов, содержащих глиальные клетки-олигодендроциты, или леммоциты. Они превращают внешние или внутренние раздражители в биоэлектрические явления, называемые возбуждением или нервным импульсом.

Такие структуры называются рецепторами. В данной статье мы изучим строение и функции рецепторов различных сенсорных систем человека.

Виды нервных окончаний

В анатомии существует несколько систем их классификации. Наиболее распространенная делит рецепторы на простые (состоят из отростков одного нейрона) и сложные (группа нейроцитов и вспомогательных клеток глии в составе узкоспециализированного органа чувств).

Исходя из строения сенсорных отростков. их разделяют на первичные и вторичные окончания центростремительного нейроцита. К таким относят различные рецепторы кожи: ноцицепторы, механорецепторы, барорецепторы, терморецепторы, а также нервные отростки, иннервирующие внутренние органы.

Вторичные являются производными эпителия, создающими потенциал действия в ответ на раздражение (рецепторы вкуса, слуха, равновесия).

Палочки и колбочки светочувствительной оболочки глаза – сетчатки – занимают промежуточное положение между первично- и вторичночувствительными нервными окончаниями.

Еще одна система классификации построена на таком отличии, как вид раздражителя. Если раздражение исходит из внешней среды, то оно воспринимается экстерорецепторами (например звуки, запахи).

А раздражение факторами внутренней среды анализируется интерорецепторами: висцеральными, проприорецепторами, волосковыми клетками вестибулярного аппарата.

Таким образом, функции рецепторов сенсорных систем обусловлены их строением и местом расположения в органах чувств.

Понятие об анализаторах

Для того чтобы дифференцировать и различать условия внешней среды и приспосабливаться к ней, у человека существуют специальные анатомо-физиологические структуры, называемые анализаторами, или сенсорными системами. Русский ученый И. П. Павлов предложил следующую схему их строения. Первый отдел был назван периферическим (рецепторным). Второй – проводниковым, а третий – центральным, или корковым.

Так, например, зрительная сенсорная система включает в себя чувствительные клетки сетчатки – палочки и колбочки, два зрительных нерва, а также зону коры головного мозга, расположенную в её затылочной части.

Некоторые анализаторы, такие как уже упоминавшиеся зрительный и слуховой, включают в себя дорецепторный уровень – определенные анатомические структуры, улучшающие восприятие адекватных раздражителей.

Для слуховой это наружное и среднее ухо, для зрительной системы – светопреломляющая часть глаза, включающая склеру, водянистую влагу передней камеры глаза, хрусталик, стекловидное тело.

Мы остановимся на периферической части анализатора и ответим на вопрос о том, какова функция рецепторов, входящих в него.

Как клетки воспринимают раздражители

В их мембранах (или в цитозоле) находятся специальные молекулы, состоящие из белков, а также сложные комплексы – гликопротеиды. Под воздействием факторов внешней среды эти вещества изменяют свою пространственную конфигурацию, что служит сигналом для самой клетки и вынуждает её реагировать адекватно.

Некоторые химические вещества, названные лигандами, могут воздействовать на сенсорные отростки клетки, вследствие чего в ней возникают трансмембранные ионные токи. Белки плазмалеммы, обладающие рецептивными свойствами, вместе с молекулами углеводов (т. е. рецепторы) выполняют функции аннтен – воспринимают и дифференцируют лиганды.

Ионотропные каналы

Еще один вид клеточных рецепторов – ионотропные каналы, расположенные в мембране, способные открываться или блокироваться под воздействием сигнальных химических весществ, например Н-холинорецептор, рецепторы вазопрессина и инсулина.

К внутриклеточным воспринимающим структурам относятся факторы транскрипции, которые соединяются с лигандом и затем проникают в ядро. Образуются их соединения с ДНК, которые усиливают или ингибируют транскрипцию одного или нескольких генов. Таким образом, основные функции рецепторов клетки – это восприятие сигналов внешней среды и регуляция реакций пластического обмена.

Палочки и колбочки: строение и функции

Эти рецепторы сетчатки глаза реагируют на световые раздражители – фотоны, которые вызывают в нервных окончаниях процесс возбуждения. Они содержат специальные пигменты: йодопсин (колбочки) и родопсин (палочки). Палочки раздражаются сумеречным светом и не способны различать цвета.

Колбочки отвечают за цветовое зрение и делятся на три вида, каждый из которых содержит отдельный фотопигмент. Таким образом, функция рецептора глаза зависит от того, какие светочувствительные белки в него входят.

Палочки обуславливают зрительное восприятие при слабом освещении, а колбочки отвечают за остроту зрения и восприятие цвета.

Кожа – орган чувств

Нервные окончания нейронов, входящие в дерму, различаются своим строением и реагируют на различные раздражители внешней среды: температуру, давление, форму поверхности.

Функции рецепторов кожи – воспринимать и трансформировать раздражители в электрические импульсы (процесс возбуждения).

К рецепторам давления относятся тельца Мейснера, расположенные в среднем слое кожи – дерме, способные к тонкому различению раздражителей (имеют низкий порог чувствительности).

К барорецепторам относятся тельца Пачини. Они располагаются в подкожно-жировой клетчатке. Функции рецептора – ноцицептора боли – это защита от патогенных раздражителей.

Кроме кожи такие нервные окончания расположены во всех внутренних органах и имеют вид ветвящихся афферентных отростков.

Терморецепторы могут находиться как в коже, так и во внутренних органах – кровеносных сосудах, отделах центральной нервной системы. Они классифицируются на тепловые и холодовые.

Активность этих сенсорных окончаний может увеличиваться и зависит от того, в каком направлении и с какой скоростью меняется температура поверхности кожи. Следовательно, функции рецепторов кожи разнообразны и зависят от их строения.

Механизм восприятия слуховых раздражителей

Экстерорецепторы – волосковые клетки, которые обладают высокой чувствительностью к адекватным раздражителям – звуковым волнам. Они называются мономодальными и являются вторичночувствительными. Располагаются в кортиевом органе внутреннего уха, входя в состав улитки.

По своему устройству кортиев орган похож на арфу. Слуховые рецепторы погружены в перилимфу и имеют на своих концах группы микроворсинок. Колебания жидкости вызывают раздражение волосковых клеток, переходящие в биоэлектрические явления – нервные импульсы, т. е. функции рецептора слуха – это восприятие сигналов, имеющих вид звуковых волн, и трансформация их в процесс возбуждения.

Контактные рецепторы вкуса

Каждый из нас имеет предпочтение в пище и напитках. Вкусовую гамму продуктов питания мы воспринимаем с помощью органа вкуса – языка.

Он содержит четыре типа нервных окончаний, локализованных следующим образом: на кончике языка – вкусовые сосочки, различающие сладкое, на его корне – горькое, а солёное и кислое различают рецепторы боковых стенок.

Раздражителями для всех типов рецепторных окончаний служат молекулы химических веществ, воспринимаемые микроворсинками вкусовых луковиц, выполняющих функции антенн.

Функции рецептора вкуса – декодировать химический раздражитель и перевести его в электрический импульс, поступающий по нервам во вкусовую зону коры головного мозга.

Нужно отметить, что сосочки работают в паре с нервными окончаниями обонятельного анализатора, расположенными в слизистой оболочке носовой полости.

Совместное действие двух сенсорных систем усиливает и обогащает вкусовые ощущения человека.

Загадка обоняния

Так же, как и вкусовой, обонятельный анализатор реагирует своими нервными окончаниями на молекулы различных химических веществ. Сам механизм, благодаря которому пахучие соединения раздражают обонятельные луковицы, пока до конца не изучен.

Ученные предполагают, что сигнальные молекулы запаха взаимодействуют с различными сенсорными нейронами слизистой оболочки носа.

Другие исследователи связывают раздражение обонятельных рецепторов с тем, что сигнальные молекулы имеют общие функциональные группы (например, альдегидную или фенольную) с веществами, входящими в сенсорный нейрон.

Функции рецептора обоняния заключаются в восприятии раздражения, его дифференцировке и в переводе в процесс возбуждения.

Общее количество обонятельных луковиц в слизистой оболочке носовой полости достигает 60 млн, причем каждая из них снабжена большим количеством ресничек, благодаря которым увеличивается общая площадь соприкосновения рецепторного поля с молекулами химических веществ – запахов.

Нервные окончания вестибулярного аппарата

Во внутреннем ухе расположен орган, отвечающий за координацию и согласованность двигательных актов, поддержание тела в состоянии равновесия, а также участвующий в ориентировочных рефлексах.

Он имеет вид полукружных каналов, называется лабиринтом и анатомически связан с кортиевым органом. В трёх костных каналах находятся нервные окончания, погруженные в эндолимфу.

При наклонах головы и туловища она колеблется, что вызывает раздражение на концах нервных окончаний.

Сами вестибулярные рецепторы – волосковые клетки – контактируют с мембраной. В её состав входят мелкие кристаллы карбоната кальция – отолиты. Вместе с эндолимфой они также начинают перемещаться, что служит раздражителем для нервных отростков.

Основные функции рецептора полукружных каналов зависят от его места расположения: в мешочках он реагирует на гравитацию и контролирует равновесие головы и тела в состоянии покоя.

Сенсорные окончания, находящиеся в ампулах органа равновесия, контролируют изменение движений частей тела (динамическая гравитация).

Роль рецепторов в формировании рефлекторных дуг

Всё учение о рефлексах, начиная от исследований Р. Декарта и до фундаментальных открытий И. П. Павлова и И. М.

Сеченова, базируется на представлении о нервной деятельности как адекватном ответе организма на воздействия раздражителей внешней и внутренней среды, осуществляемые с участием центральной нервной системы – головного и спинного мозга.

Каким бы ни был ответ, простым, например, коленный рефлекс, или таким сверхсложным, как речь, память или мышление, его первым звеном является рецепция – восприятие и различение раздражителей по их силе, амплитуде, интенсивности.

Такая дифференцировка осуществляется сенсорными системами, которые И. П. Павлов назвал «щупальцами мозга».

В каждом анализаторе рецептор выполняет функции антенн, улавливающих и зондирующих раздражители внешней среды: световые или звуковые волны, молекулы химических веществ, физические факторы.

Физиологически нормальная деятельность всех без исключения сенсорных систем зависит от работы первого отдела, называемого периферическим, или рецепторным. От него берут начало все без исключения рефлекторные дуги (рефлексы).

Медиаторы

Это биологически активные вещества, осуществляющие передачу возбуждения от одного нейрона к другому в специальных структурах – синапсах.

Они секретируются аксоном первого нейроцита и, выступая в роли раздражителя, вызывают нервные импульсы в рецепторных окончаниях следующей нервной клетки. Поэтому строение и функции медиаторов и рецепторов тесно взаимосвязаны.

Более того, некоторые нейроциты способны выделять два и более трансмиттера, например, глутаминовую и аспарагиновую кислоты, адреналин и ГАМК.

Источник: //FB.ru/article/250485/stroenie-i-funktsii-retseptora-sensornyih-sistem-osnovnyie-funktsii-retseptorov-kletki

Физиология online | Тематический план

Функция рецепторов

Конспект лекции | Резюме лекции | Интерактивный тест | Скачать конспект

» Клеточная и сенсорная рецепция
» Классификация и строение сенсорных рецепторов
» Преобразование энергии в сенсорном рецепторе
» Свойства рецепторов
» Рецептивное поле

Рецепцией называют процесс восприятия и трансформации (преобразования) энергии внешнего раздражителя в энергию нервного импульса или в сложную последовательность внутриклеточных процессов.

Клеточная и сенсорная рецепция

Под клеточной рецепцией понимают процесс восприятия и преобразования химического сигнала в сложную последовательность внутриклеточных химических процессов. Клеточная рецепция обеспечивает возможность обмена информации между клетками, который осуществляется при помощи биологически активных веществ (гормонов, медиаторов).

Обязательным этапом такого межклеточного взаимодействия является связывание молекул вещества с соответствующей молекулой клетки-мишени, называемой клеточным рецептором . Роль клеточных рецепторов играют специфические белковые моле­кулы, которые могут быть расположены на поверхности клетки, в ци­топлазме или в ядре.

Механизмы рецепции медиаторов и гормонов подробно рассматриваются в соответствующих лекциях.

Сенсорной рецепцией называют процесс восприятия и преобразования энергии раздражителей внешней и внутренней среды организма в энергию нервных импульсов, передаваемую по чувствительным нервам в ЦНС.

Сенсорный рецептор представляет собой нервную клетку или комплекс нервной и эпителиальной клетки, специально приспособленный для восприятия определенного типа раздражителей.

Сенсорные рецепторы являются начальными звеньями любой рефлек­торной дуги, а также участвуют в оценке параметров полезного при­способительного результата в функциональных системах организма.

«Вверх»

Классификация и строение сенсорных рецепторов

По строению рецепторы подразделяют на первичные и вторичные (рис. 1).

•  К первичным относят такие сенсорные рецепторы, у которых действие раздражителя воспринимается непосредственно периферическими отростками чувствительного нейрона (нервными окончаниями), которые могут быть:

•  свободными, т. е. не имеют дополнительных образований;

•  инкапсулированными, т.е. окончания чувствительного нейрона заключены в особые образования, осуществляющие первичное преобразование энергии раздражителя.

•  К вторичным относят такие сенсорные рецепторы, у которых действие раздражителя воспринимается специализированной рецептирующей клеткой не нервного происхождения. Возбуждение, возникшее в рецептирующей клетке, передается через синапс на чувствительный нейрон.

Рис. 1. Первичные и вторичные рецепторы.1 – тело чувствительного нейрона; 2 – периферический отросток чувствительного нейрона (дендрит); 3 – центральный отросток чувствительного нейрона (аксон); 4 – глиальная капсула; 5 – рецептирующая клетка; 6 – синапс между рецептирующей клеткой и чувствительным нейроном.

Тело чувствительного нейрона обычно располагается за преде­лами ЦНС: в спинномозговом или вегетативном ганглии. От такого нейрона отходят два отростка – дендрит, который следует к периферическим органам и тканям, и аксон, который направляется в спинной мозг.

По расположению сенсорные рецепторы подразделяют на:

•  экстерорецепторы – воспринимают раздражители из внешней среды организма;

•  интерорецепторы – воспринимают раздражители из внутренней среды организма;

•  проприорецепторы – специализированные рецепторы опорнодвигательной системы.

По разнообразию воспринимаемых раздражителей сенсорные ре­цепторы подразделяют на:

•  мономодальные – приспособлены для восприятия только одного вида раздражителя;

•  полимодальные – приспособлены для восприятия различных видов раздражителей.

По модальности сенсорные рецепторы подразделяют на:

•  хеморецепторы – воспринимают действие химических веществ;

•  фоторецепторы – воспринимают световые раздражители;

•  механорецепторы – воспринимают давление, вибрацию, перемещение, степень растяжения;

•  терморецепторы – чувствительны к изменениям температуры;

•  ноцицепторы – воспринимают болевое раздражение.

«Вверх»

Этапы преобразования энергии внешнего раздражителя в энергию нервных импульсов.

•  Действие раздражителя. Внешний стимул взаимодействует со специфическими мембранными структурами окончаний чувствительного нейрона (в первичном рецепторе) или рецептирующей клетке (во вторичном рецепторе), что приводит к изменению ионной проницаемости мембраны.

•  Генерация рецепторного потенциала. В результате изменения ионной проницаемости происходит изменение мембранного потенциала (деполяризация или гиперполяризация) чувствительного нейрона (в первичном рецепторе) или рецептирующей клетке (во вторичном рецепторе). Изменение мембранного потенциала, наступающее в результате действия раздражителя, называют рецепторным потенциалом (РП) .

•  Распространение рецепторного потенциала. В первичном рецепторе РП распространяется электротонически и достигает ближайшего перехвата Ранвье.

Во вторичном рецепторе РП электротонически распространяется по мембране рецептирующей клетки и достигает пресинаптической мембраны, где вызывает выделение медиатора.

В результате срабатывания синапса (между рецептирующей клеткой и чувствительным нейроном) происходит деполяризация постсинаптической мембраны чувствительного нейрона (ВПСП). Образовавшийся ВПСП распространяется электротонически по дендриту чувствительного нейрона и достигает ближайшего перехвата Ранвье.

•  В области перехвата Ранвье РП (в первичном рецепторе) или ВПСП (во вторичном рецепторе) преобразуется в серию ПД (нервных импульсов). Образовавшиеся нервные импульсы проводятся по аксону (центральному отростку) чувствительного нейрона в ЦНС. Поскольку РП генерирует образование серии ПД, его часто называют генераторным потенциалом .

Закономерности преобразования энергии внешнего раздражителя в серию нервных импульсов (рис. 2):

•  чем выше сила действующего раздражителя, тем больше амплитуда РП;

•  чем больше амплитуда РП, тем больше частота нервных импульсов.

Рис. 2. Преобразование энергии внешнего раздражителя в рецепторный потенциал и серию нервных импульсов при действии слабого (А ) и сильного (Б) раздражителя.

«Вверх»

Свойства рецепторов

Специфичность. Большинство рецепторов приспособлены для восприятия только одного вида раздражителей (только одной модальности). Специфичность таких мономодальных рецепторов не является абсолютной – практически любой рецептор реагирует на разные раздражители.

Однако пороговая сила того раздражителя, к восприятию которого рецептор приспособлен, значительно ниже таковой для всех прочих раздражителей. Рецепторы одной и той же модальности могут подразделяться на несколько групп в зависимости от характеристик воспринимаемого раздражителя.

Например, колбочки сетчатки глаза распадаются на 3 подгруппы – колбочки с максимальной чувствительностью к свету с длиной волны 450, 530 и 560 нм.

Чувствительность. Количественной мерой чувствительности сенсорного рецептора является абсолютный порог чувствительности  – минимальная сила раздражителя, способная вызвать возбуждение рецептора.

Адаптацией называют явление ослабления возбуждения в рецепторе при действии длительного раздражителя постоянной силы.

В зависимости от скорости адаптации рецепторы подразделяют на:

•  тонические (пропорциональные) рецепторы генерируют нервные импульсы в течение всего времени действия раздражителя; после высокочастотного залпа в начале действия раздражителя частота нервных импульсов устанавливается на постоянном уровне (рис. 3, А);

•  промежуточные (фазнотонические) рецепторы генерируют нервные импульсы в течение всего времени действия раздражителя, однако их частота существенно уменьшается (рис. 3, Б);

•  фазные (дифференциальные) рецепторы генерируют нервные импульсы в начальный (ON-ответ) и конечный (OFF-ответ) период действия раздражителя (рис. 4, В).

Рис. 3. Адаптация тонических ( А ), промежуточных ( Б ) и фазных рецепторов ( В ) к длительно действующему раздражителю постоянной силы.

«Вверх»

Рецептивное поле

Рецептивным полем нейрона называют множество рецепторов, функционально связанных с этим нейроном.

Рецептивное поле нейрона представляет собой динамическое образование – один и тот же нейрон в различные моменты времени может оказаться функционально связанным с различным количеством рецепторов.

Максимальная величина рецептивного поля какого-либо нейрона соответствует количеству рецепторов, которые связаны с эти нейроном морфологически, а минимальная величина может ограничиваться всего одним рецептором (рис. 4).

Рис. 4. Рецептивные поля нейронов.А – максимальное рецептивное поле нейрона 2; Б – минимальное рецептивное поле нейрона 2; В – рецептивное поле нейрона 3; 1 – рецептирующая клетка.

Перекрытие рецептивных полей. У первичных рецепторов зоны ветвления периферических отростков чувствительных нейронов могут перекрывать друг друга (рис. 5, А). У вторичных рецепторов одна рецептирующая клетка может контактировать с несколькими чувствительными нейронами, т. е. может входить в состав рецептивных полей различных нейронов (рис. 6.5, Б).

Рис. 5. Перекрытие рецептивных полей чувствительных нейронов первичных и вторичных рецепторов.

Взаимодействие рецепторов в рецептивном поле .

При одновременном раздражении нескольких рецепторов, входящих в состав рецептивного поля одного нейрона, в этом нейроне можно получить ответ только от одного рецептора.

В других рецептивных полях имеют место более сложные взаимодействия. Например, в сетчатке глаза существуют тормозные взаимодействия между рецепторами, расположенными в центральной и периферической части рецептивного поля.

«Вверх»

Источник: //www.bio.bsu.by/phha/03/03_text.html

Строение и функции рецепторов клетки

Функция рецепторов

• Рецепторы содержат домен, связывающий лиганд и эффекторный домен • Модульный принцип организации рецептора позволяет использовать для самых разнообразных сигналов ограниченное число регуляторных механизмов • Клетка может экспрессировать различные рецепторы для одного и того же лиганда

• В зависимости от эффекторного домена рецептора, один и тот же лиганд может по-разному действовать на клетку

Рецепторы обеспечивают реакцию клетки на огромное количество внеклеточных информационных молекул; поэтому клетка должна экспрессировать много разнообразных рецепторов, каждый из которых способен связываться со своим лигандом.

Вместе с тем, каждый рецептор должен быть способен инициировать ответную реакцию клетки. Таким образом, рецепторы содержат два функциональных домена: домен, связывающий лиганд, и эффекторный домен. Иногда они соответствуют определенным структурным доменам в молекулах белков.

Разделение связывающей и эффекторной функций позволяет рецепторам различных лигандов, посредством нескольких эффекторных доменов, генерировать ограниченное число эволюционно-консервативных внутриклеточных сигналов.

Фактически существует лишь ограниченное число семейств рецепторов, близких друг к другу по своему строению и сигнальным функциям.

Доменная природа рецепторов обеспечивает их другие полезные характеристики. Например, клетка может регулировать свою способность реагировать на внешний сигнал, изменяя интенсивность синтеза, деградацию рецептора, или его активность.

Наряду с этим, природа клеточного ответа обычно определяется рецептором и его эффекторным доменом, а не физико-химическими свойствами лиганда.

Рисунок ниже иллюстрирует положение, согласно которому лиганд может связываться более чем с одним типом рецепторов и обеспечивать несколько типов ответа клетки и несколько разных лигандов могут действовать одинаковым образом, связываясь с функционально-близкими рецепторами.

Например, нейромедиатор ацетилхолин связывается с двумя классами рецепторов. К одному классу относятся ионные каналы, представители другого регулируют G-белки. Аналогичным образом стероидные гормоны связываются с ядерными рецепторами, которые ассоциируют с хроматином и регулируют транскрипцию, и с другими рецепторами на плазматической мембране.

Наоборот, когда множество лигандов связывается с рецепторами одного биохимического класса, они генерируют аналогичный клеточный ответ.

Например, достаточно часто клетка экспрессирует несколько разных рецепторов, стимулирующих образование внутриклеточных сигнальных молекул цАМФ.

Рецепторы состоят из двух функциональных доменов, домена, связывающего лиганд (LBD), и эффекторного домена (ED). Такая структура предполагает, что два рецептора, реагирующие с разными лигандами (в середине), могут инициировать одинаковый ответ за счет активации сходных эффекторных доменов. Возможно также, что клетка экспрессирует две изоформы рецептора (слева), которые узнают один и тот же лиганд и обеспечивают развитие различных ответных реакций за счет различных эффекторных доменов.

Не исключено, что может образоваться искусственный химерный рецептор, обладающий новыми свойствами.

Влияние рецептора на клетку также будет в существенной степени зависеть от ее биологии и состояния в каждый данный момент времени.

В зависимости от специфики внешнего сигнала, домен связывания лиганда и эффекторный домен могут разобщаться. Например, родопсины млекопитающих и беспозвоночных передают сигналы через различные эффекторные G-белки (G1 и Gq соответственно).

Другим примером служит калмодулин, небольшой регуляторный белок млекопитающих, связывающий кальций. У растений он представлен отдельным доменом в составе больших белков.

Двухдоменная природа рецепторов позволяет клетке независимо регулировать связывание лиганда и ответ на него. Сродство лиганда к рецептору и/или способность связанного лиганда генерировать сигнал может измениться за счет его ковалентной модификации или при аллостерической регуляции.

Рецепторы можно классифицировать в зависимости или от природы связываемого ими лиганда, или характера генерируемого сигнала. Сигнал на выходе, который определяется эффекторным доменом, обычно лучше всего коррелирует с общим характером и последовательностью событий его передачи.

Однако особенно ценной для понимания организации эндокринной и нервной системы и для классификации многочисленных физиологических реакций, связанных с применением лекарств, оказывается фармакологическая классификация рецепторов в соответствии с их специфичностью к лигандам.

Экспрессии рецептора, который обычно в клетке отсутствует, часто оказывается достаточно для того, чтобы она приобрела чувствительность к соответствующему лиганду. Такая чувствительность развивается часто, и клетка экспрессирует другие компоненты, необходимые для дальнейшей передачи сигнала от рецептора.

Природа ответной реации клетки определяется ее биологией. В эксперименте реакцию клетки на то или иное соединение можно индуцировать с помощью кДНК, кодирующей рецептор. Например, рецепторы клеток млекопитающих могут экспрессироваться в дрожжах, и последние приобретают чувствительность к соответствующим лигандам.

Таким образом, пользуясь этой моделью, можно обнаруживать новые химические соединения (лекарственные средства), активирующие рецепторы.

Наконец, можно создавать химерные рецепторы путем слияния домена, связывающего лиганд от одного рецептора, с эффекторным доменом другого. Подобные химерные рецепторы при присоединении лиганда могут обеспечивать принципиально новый характер ответа.

За счет генетической модификации домена, связывающего лиганд, можно создать рецепторы, чувствительные к новым лигандам. Таким образом, исследователи могут управлять функциями клетки и ее чувствительностью к совершенно чужеродным химическим соединениям.

Рецепторы группируются в относительно небольшую группу семейств,
которые характеризуются общими механизмами действия и общностью структуры.

– Также рекомендуем “Рецепторы как катализаторы и амплификаторы”

Оглавление темы “Внутриклеточные системы передачи сигнала”:

Источник: //meduniver.com/Medical/genetika/receptori_kletki.html

Строение, классификация и функции рецептора сенсорных систем

Функция рецепторов

Сенсорные системы — совокупность сенсорных рецептов, нервных окончаний и нейронов мозга, благодаря которым происходит обработка информации, формируется представление об окружающем мире. Основная функция рецептора — передавать раздражающий сигнал по нервным импульсам.

Что такое рецепторы?

Сенсорные системы человека разделяются на следующие типы:

  • зрительную;
  • равновесия;
  • вкусовую;
  • слуховую;
  • обонятельную;
  • осязательную;
  • проприоцептивную;
  • висцеральную.

Принцип работы каждой системы одинаков. Функции рецептора отличаются в зависимости от системы и реагируют на определенный вид раздражителя. Некоторые сенсорные системы человек осознает частично. Например, висцеральная система обрабатывает информацию о химическом составе жидкостей тела.

Сенсорные системы находятся в постоянном взаимодействии, и при нарушении функций нервных рецепторов происходит частичная компенсация за счет других систем.

Сенсорная система состоит из периферического, проводникового и центрального отделов. Основу периферического отдела составляют рецепторы, которые находятся в органах чувств. Они принимают раздражители и преобразуют их в нервные импульсы. Рецепторы не чувствительны к слабым раздражителям и тем воздействиям, которые оказывают влияние на организм длительное время.

Проводниковый отдел отвечает за передачу информации по аксонам в центральную нервную систему. Импульсы попадают в таламус, а затем в кору головного мозга.

Центральный отдел располагается в коре больших полушарий головного мозга. В них информация анализируется и определяется необходимость ответной реакции.

Строение рецепторов

Рецепторы состоят из нервных окончаний, которые могут располагаться отдельно или состоять из крупных образований. Так, рецепторы прикосновений имеют конусовидную форму и покрыты капсулой, которая реагирует на прикосновение к волосяной части кожи. Там, где волосы отсутствуют, работают рецепторы — диски Меркеля. Они определяют интенсивность силы прикосновения.

Все рецепторы состоят:

  • из чувствительного нейрона;
  • дендрита;
  • аксона;
  • глиальной капсулы;
  • рецептирующей клетки.

Работа сенсорной системы зависит от деятельности рецептора:

  1. Распознавание сигналов. Любая система умеет различать и приспосабливаться к внешним раздражителям. Глаза реагируют на свет или механическое воздействие. Влияние света будет восприниматься по-разному, в зависимости от степени освещения. При ярком луче солнца человек непроизвольно зажмурится. При попадании инородного предмета в глаз, возникнет боль.
  2. Определение разнообразия сигналов.
  3. Передача сигналов в кору головного мозга для дальнейшей обработки информации.
  4. Энергия раздражителя преобразовывается в энергию нервного раздражения. При кодировке сигнала не должно произойти искажения.
  5. Информация для передачи не меняется в пространстве. При воздействии нескольких раздражителей все системы работают независимо друг от друга, при этом взаимодействуют.
  6. При длительном воздействии раздражителей включаются тормозные элементы, которые приостанавливают соседние рецепторы

Для нормальной работы сенсорной системы рецепторы кодируют информацию в форме нервных импульсов, определяют раздражитель, выявляют образ, адаптируются к воздействию внешних раздражителей.

Рецепторы отличаются по избирательности:

  • хеморецепторы (отвечают за вкус и обоняние);
  • механорецепторы (осязание и слух);
  • фоторецепторы (зрение);
  • терморецепторы (изменение температуры);
  • болевые.

Функции рецептора зависят от их отношения к тем или иным видам сенсорных систем. Рецепторы условно можно поделить на группы:

  1. Первичные и вторичные. Первичные образованы чувствительным нейроном. Вторичные передают информацию от нервных клеток, к ним относятся рецепторы слуха, вкуса и равновесия.
  2. Дистантные воспринимают раздражение на расстоянии, контактные — при непосредственном контакте.
  3. Экстерорецепторы воспринимают информацию из внешней среды, интерорецепторы оценивают внутренние органы.
  4. Соматические делятся на поверхностные и глубокие. Поверхностные рецепторы находятся на коже, слизистых оболочках, глубокие — внутри организма.
  5. Специальные службы — зрение, слух, обоняние, вкус и вестибулярный аппарат — обладают рецепторами специальных служб.
  6. Рецепторы ЦНС.

Строение и функции рецепторов оказывают влияние на восприятие информации от раздражителя. Первичные рецепторы получают информацию от чувствительного нейрона. Их мембрана заряжается энергией за счет изменения проницаемости солей натрия. Повышенная проницаемость к ионам натрия формирует рецепторный потенциал, и пока происходит раздражение, сигнал будет передаваться.

Потенциал рецептора зависит от силы раздражения. Чем сильнее воздействие, тем он сильнее. Если увеличивается количество раздражителей, то потенциал может суммироваться.

При воздействии на вторичный рецептор потенциал возникает в нервной клетке. Свойства схожи с рецепторным потенциалом, амплитуда зависит от выделения медиатора.

Потенциал может нарастать или исчезать. Рецепторы адаптируются к внешним раздражителям, часть быстро, остальные медленно. Привыкнув к раздражителю, амплитуда сигнала начинает угасать, и человек перестает воспринимать раздражитель. Таким образом происходит привыкание к запаху, частичное — к громким звукам и вкусовым ощущениям.

Информация кодируется по различным критериям: частоте потенциала, времени импульса, количеству задействованных рецепторов.

С возрастом острота слуха снижается. Уши человека состоят из 2 чувствительных органов: слуха и равновесия.

Кортиев орган входит в рецепторный аппарат внутреннего строения уха. Функция рецепторов заключается в получении звуковых раздражителей из внешней среды. Слуховые клетки — механорецепторы вторичного чувства.

Они делятся на внутренние и наружные. Внутренние идут в один ряд в количестве 3500 штук, вторые по количеству превышают в 5 раз.

Волосинки передают механические колебание соседним рецепторам, что усиливает чувствительность каждой клетки.

Источник: //www.nastroy.net/post/stroenie-klassifikatsiya-i-funktsii-retseptora-sensornyih-sistem

Рецепторы, их классификация. Функции и свойство рецепторов

Функция рецепторов

ТЕМА 1. Общие принципы строения сенсорных систем

Вопросы:

1. Общие принципы строения сенсорных систем. Значение сенсорных систем в работе мозга.

2. Рецепторы, их классификация. Свойства рецепторов.

3. Периферический, проводниковый и корковый отделы сенсорной системы.

Общие принципы строения сенсорных систем. Значение сенсорных систем в работе мозга.

Живой организм — это открытая система, которая обменивается с внешним миром информацией, энергией, живыми веществами.

Для того чтобы человеческий организм мог органично существовать, ему необходимо получать 2 вида информации.

1.Информация о внутреннем состоянии организма (внутренней среде). Она нужна, для того чтобы удерживать постоянство внутренней среды или гомеостаз.

2.Информация о внешнем мире, об его изменениях. Она необходима для приспособления (адаптации) организма к любым условиям существования.

Всю эту информацию организм получает из воспринимающих её сенсорных систем. Без деятельности сенсорных систем нормальная работа мозга невозможна. Это связано с тем, что сенсорные системы не просто формируют определённые ощущения, они ещё подзаряжают кору энергией, т.е.

поддерживают её оптимальный тонус.

При снижении притока внешних раздражителей к мозгу, которые носят длительный характер, может развиться невротическое состояние (депрессия), наоборот избыток ярких впечатлений, ощущений приводит к перенапряжению мозговой деятельности и оказывает отрицательное влияние.

В физиологии существуют несколько понятий, которые обозначают воспринимающие органы. К ним относят:

1.Рецептор.

2.Анализатор.

3.Органы чувств.

4.Сенсорная система.

Все эти понятия по своей сути обозначают воспринимающие системы, которые отличаются друг от друга строением и широтой воспринимающей функции.

Самое узкое понятие из перечисленных – это рецептор— наиболее примитивный воспринимающий прибор.

Орган чувств

Орган чувств представляет собой физиологический прибор для восприятия сигналов и для их первичного анализа. В отличии от рецептора имеет более широкие воспринимающие функции. В состав органов чувств помимо рецепторов входят вспомогательные образования.

Например, глазное яблоко, в его состав входят рецепторы сетчатки, вспомогательное образование, к которым относятся оболочка и внутреннее ядро глазного яблока. Вспомогательное образование служат для облегчения работы рецепторам. Орган чувств в некоторых сенсорных системах является периферическим отделом.

Так для зрительной сенсорной системы периферический отдел — глазное яблоко, для слуховой сенсорной системы периферический отдел представлен ухом.

Анализатор

Термин ввёл И.М. Сеченов, а учение об анализаторах создал И.П.Павлов. По И.П. Павлову анализатор — это непросто периферический орган чувств, а это сложный многоуровневый физиологический прибор.

Анализатор представляет собой трехуровневую систему, которая обеспечивает восприятие и анализ информации из внешней и внутренней среды и формирующей специфическое для данного восприятия ощущение. И.П.

Павлов утверждал, что анализатор можно представить как нерв, имеющий периферический конец, который воспринимает раздражение и мозговой конец, который эти раздражения анализирует.

В настоящее время выделяют 3 отдела анализатора:

1— периферический, он располагается вне ЦНС. В его состав входят либо рецептор, либо орган чувств;

2 — проводниковый, он служит для передачи возбуждения от рецепторов в ЦНС Частично этот отдел относится к периферической НС, а частично к ЦНС. В его состав входят чувствительные нервы, проводящие пути и подкорковые первичные центры;

3 — корковый (центральный), он занимает соответствующую область коры в полушарии. Здесь формируются ощущения. Установлено, что для каждого анализатора имеется своя область в коре; для зрения — это затылочная доля, для слуха — височная, для чувствительности — теменная т.д.

Рецепторы, их классификация. Функции и свойство рецепторов

Рецептор предназначен не только для восприятия сигналов раздражителей, но и для первичного анализа этих сигналов. Рецептор находится на периферии нервной системы.

Функции рецепторов:

1.Сигнализировать о действиях на организм внешних и внутренних раздражителей.

2.На уровне рецептора происходит преобразование физической энергии раздражителя в физиологический процесс нервного возбуждения. Результатом этого возбуждения является образование нервного импульса.

3.На уровне рецептора начинается примитивный анализ поступающих раздражений.

Классификации рецепторов:

В связи с большим количеством поступающей информации существует такое же количество рецепторов.

I. В зависимости от того, сколько раздражителей может воспринимать рецептор:

— мономодальные (воспринимают 1 вид раздражителя);

— полимодальные (воспринимают несколько раздражителей).

Пример мономодальных (органы слуха, зрительные рецепторы).

II. В зависимости от источника информации все рецепторы делятся на 3 больших группы:

1. Экстерорецепторы воспринимают сигналы из внешней среды.

2. Интерорецепторывоспринимают информацию из внутренней среды организма.

3. Проприорецепторынаходятся в связках, мышцах, надкостнице. Благодаря им центральная нервная система получает информацию о состоянии опорно-двигательного аппарата.

Среди экстерорецепторов выделяют:

— дистактные, для возбуждения которых не нужен контактсраздражителем, они возбуждаются на расстоянии.

— контактные, возбуждаются при непосредственном контакте с раздражителем.

III. По характеру формирующихся ощущений рецепторы делятся на:

1. зрительные;

2. вкусовые;

3. слуховые;

4. обонятельные.

IV. В зависимости от того с какой энергией раздражителя сталкивается рецептор, выделяют:

1. хеморецепторы (если раздражитель химическое вещество);

2. механорецепторы (если раздражитель механическое вещество);

3. фоторецепторы;

4. болевые рецепторы.

V. По функционированию все рецепторы делятся на 2 группы:

1. первичновоспринимающие (первичные);

2. вторичновоспринимающие (вторичные).

Первичновоспринимающие рецепторы вступают в контакт с раздражителем непосредственно, т.е. при действии раздражителя на мембране такого рецептора первично начинается генерация (образование) рецепторного потенциала (РП). Она связана с изменением проницаемости мембраны для ионов натрия.

Натрий начинает активно поступать во внутреннюю среду и происходит деполяризация (изменение зарядов мембраны). При достижении РП определённой величины он постепенно перерастает в генераторный потенциал (ГП). Этот процесс происходит на мембране первичного рецептора, ГП является причиной возникновения потенциала действия (ПД) = нервный импульс.

ПД несёт информацию в ЦНС о действующем на рецептор раздражитель. По такому принципу работают проприорецепторы и рецепторы обоняния.

Вторичновоспринимающие рецепторыотличаются от первичных строением и физиологией. Первичный рецептор представляет собой окончание нервного волокна, вторичный в своём составе помимо нервного волокна имеет особую специализированную клетку, которая называется рецептирующей.

Вторичный рецептор воспринимает информацию вторично. Первичная информация идёт на рецептирующую клетку. Под действием стимула на мембране рецептирующей клетки возникает РП. Рецептирующая клетка контактирует с чувствительным волокном посредством синапса.

Между рецептирующей клеткой и чувствительным волокном имеется синоптическая щель. В эту щель выделяется медиатор. Выделившийся медиатор связывается с рецепторами мембраны чувствительного волокна и вызывает деполяризацию мембраны, которая проводит к образованию ГП. Т.о.

, во вторичном рецепторе РП образуется на рецептирующей клетке, а ГП на чувствительном волокне. ГП является причиной возникновения первичного импульса на мембране рецептора.

Свойства рецепторов

1. Специфичность. В процессе эволюции на определенные виды раздражителей рецепторов выработалась более эффективная реакция ответа. Многие из них стали специализированными, т.е. способными отвечать на свой вид раздражителя (палочки и колбочки на свет).

Те раздражители, к которым рецепторы эволюционно приспособлены, называются адекватными. Помимо адекватных раздражителей на рецепторы могут действовать и неадекватные раздражители.

В этом случае, чтобы рецепторы отреагировали на них необходимо, чтобы их сила была очень большой (например, достаточно небольшого раздражителя для реакции полочек и колбочек, при ударе по глазам человек тоже видит вспышки света).

2. Широкий диапазон чувствительности. Установлено, что человеческое ухо воспринимает диапазон от 16 до 20 тыс. Герц.

3.Адаптация. Она связана с защитной функцией. Установлено, Что при действии постоянного раздражителя, чувствительность рецептора снижается. Наивысшей чувствительностью рецептор обладает в начале действия раздражителя и в конце. Адаптация имеет охранительное значение для нервной системы, так как она отсеивает ненужные, избыточные сигналы.

Источник: //megaobuchalka.ru/1/169.html

WikiMedSpravka.Ru
Добавить комментарий