Das menschliche Nervensystem führt komplexe analytische und synthetische Prozesse durch, die eine schnelle Anpassung von Organen und Systemen an Veränderungen in der äußeren und inneren Umgebung gewährleisten. Die Wahrnehmung von Reizen von der Außenwelt erfolgt aufgrund der Struktur, zu der die Prozesse afferenter Neuronen gehören, die Oligodendrozyten-Gliazellen oder Lemmozyten enth alten. Sie verwandeln äußere oder innere Reize in bioelektrische Phänomene, die als Erregung oder Nervenimpuls bezeichnet werden. Solche Strukturen werden Rezeptoren genannt. In diesem Artikel werden wir die Struktur und Funktion der Rezeptoren verschiedener menschlicher Sinnessysteme untersuchen.
Arten von Nervenenden
In der Anatomie gibt es mehrere Systeme für ihre Klassifizierung. Am häufigsten werden Rezeptoren in einfache (bestehend aus Prozessen eines Neurons) und komplexe (eine Gruppe von Neurozyten und Hilfsglialzellen als Teil eines hochspezialisierten Sinnesorgans) unterteilt. Basierend auf der Struktur der sensorischen Prozesse. Sie sind in primäre und sekundäre Enden der zentripetalen Neurozyten unterteilt. Dazu gehören verschiedene Hautrezeptoren: Nozizeptoren, Mechanorezeptoren, Barorezeptoren, Thermorezeptoren sowie Nervenprozesse, die innere Organe innervieren. Sekundär sind Derivate des Epithels, die als Reaktion auf Reizung ein Aktionspotential erzeugen (Geschmacks-, Hör-, Gleichgewichtsrezeptoren). Die Stäbchen und Zapfen der lichtempfindlichen Membran des Auges – der Netzhaut – nehmen eine Zwischenstellung zwischen den primären und sekundären empfindlichen Nervenenden ein.
Ein anderes Klassifikationssystem basiert auf einem solchen Unterschied wie der Art des Stimulus. Wenn die Reizung von der äußeren Umgebung kommt, wird sie von Exterorezeptoren (z. B. Geräuschen, Gerüchen) wahrgenommen. Und Reizungen durch Faktoren der inneren Umgebung werden durch Interorezeptoren analysiert: Viszeral-, Propriorezeptoren, Haarzellen des Vestibularapparates. Somit werden die Funktionen der Rezeptoren sensorischer Systeme durch ihre Struktur und Lage in den Sinnesorganen bestimmt.
Das Konzept der Analysatoren
Um zwischen Umweltbedingungen unterscheiden und unterscheiden zu können und sich daran anzupassen, verfügt eine Person über spezielle anatomische und physiologische Strukturen, die Analysatoren oder sensorische Systeme genannt werden. Der russische Wissenschaftler I. P. Pavlov schlug das folgende Schema für ihre Struktur vor. Der erste Abschnitt wurde peripher (Rezeptor) genannt. Der zweite ist leitfähig und der dritte ist zentral oder kortikal.
Zum Beispiel umfasst das visuelle sensorische System sensibelNetzhautzellen - Stäbchen und Zapfen, zwei Sehnerven sowie eine Zone der Großhirnrinde, die sich in ihrem Hinterhauptteil befindet.
Einige Analysatoren, wie die bereits erwähnten visuellen und auditiven, beinh alten eine Prärezeptorebene - bestimmte anatomische Strukturen, die die Wahrnehmung angemessener Reize verbessern. Für das Gehör sind dies Außen- und Mittelohr, für das Sehsystem der lichtbrechende Teil des Auges einschließlich der Sklera, des Kammerwassers der vorderen Augenkammer, der Linse und des Glaskörpers. Wir werden uns auf den peripheren Teil des Analysators konzentrieren und die Frage beantworten, welche Funktion die darin enth altenen Rezeptoren haben.
Wie Zellen Reize wahrnehmen
In ihren Membranen (oder im Zytosol) gibt es spezielle Moleküle, die aus Proteinen bestehen, sowie komplexe Komplexe - Glykoproteine. Unter dem Einfluss von Umweltfaktoren ändern diese Substanzen ihre räumliche Konfiguration, was als Signal für die Zelle selbst dient und sie zu einer angemessenen Reaktion zwingt.
Einige Chemikalien, sogenannte Liganden, können auf die sensorischen Prozesse der Zelle einwirken, was zu Transmembran-Ionenströmen darin führt. Plasmalemma-Proteine mit rezeptiven Eigenschaften erfüllen zusammen mit Kohlenhydratmolekülen (d. h. Rezeptoren) die Funktionen von Antennen – sie nehmen Liganden wahr und unterscheiden sie.
Ionotrope Kanäle
Eine andere Art von zellulären Rezeptoren - ionotrope Kanäle in der Membran, die sich unter dem Einfluss von öffnen oder blockieren könnenSignalchemikalien wie H-cholinerge Rezeptoren, Vasopressin- und Insulinrezeptoren.
Intrazelluläre Sensorstrukturen sind Transkriptionsfaktoren, die an einen Liganden binden und dann in den Zellkern gelangen. Ihre Verbindungen mit DNA werden gebildet, die die Transkription eines oder mehrerer Gene verstärken oder hemmen. Somit sind die Hauptfunktionen von Zellrezeptoren die Wahrnehmung von Umweltsignalen und die Regulation von Reaktionen des Kunststoffstoffwechsels.
Ständer und Kegel: Aufbau und Funktionen
Diese Netzhautrezeptoren reagieren auf Lichtreize - Photonen, die den Erregungsprozess in den Nervenenden auslösen. Sie enth alten spezielle Pigmente: Jodopsin (Zapfen) und Rhodopsin (Stäbchen). Stäbchen werden durch Dämmerungslicht irritiert und sind nicht in der Lage, Farben zu unterscheiden. Zapfen sind für das Farbsehen verantwortlich und werden in drei Typen unterteilt, von denen jeder ein separates Fotopigment enthält. Die Funktion des Augenrezeptors hängt also davon ab, welche lichtempfindlichen Proteine er enthält. Stäbchen sind für die visuelle Wahrnehmung bei schwachem Licht verantwortlich, während Zapfen für die Sehschärfe und Farbwahrnehmung verantwortlich sind.
Die Haut ist ein Sinnesorgan
Nervenenden von Neuronen, die in die Dermis eindringen, unterscheiden sich in ihrer Struktur und reagieren auf verschiedene Umweltreize: Temperatur, Druck, Oberflächenform. Die Funktionen der Hautrezeptoren bestehen darin, Reize wahrzunehmen und in elektrische Impulse umzuwandeln (Erregungsprozess). Zu den Druckrezeptoren gehören Meissner-Körper, die sich in der mittleren Hautschicht befinden - die dünnwandige DermisUnterscheidung von Reizen (haben eine niedrige Empfindlichkeitsschwelle).
Pacini-Körper gehören zu den Barorezeptoren. Sie befinden sich im Unterhautfettgewebe. Die Funktionen des Rezeptors - Schmerznozizeptor - ist der Schutz vor pathogenen Reizen. Neben der Haut befinden sich solche Nervenenden in allen inneren Organen und sehen aus wie verzweigte afferente Fortsätze. Thermorezeptoren finden sich sowohl in der Haut als auch in inneren Organen - Blutgefäßen, Teilen des zentralen Nervensystems. Sie werden in Hitze und Kälte eingeteilt.
Die Aktivität dieser Sinnesenden kann zunehmen und hängt davon ab, in welche Richtung und mit welcher Geschwindigkeit sich die Temperatur der Hautoberfläche ändert. Daher sind die Funktionen von Hautrezeptoren vielfältig und hängen von ihrer Struktur ab.
Mechanismus der Wahrnehmung auditiver Reize
Exterorezeptoren sind Haarzellen, die sehr empfindlich auf adäquate Reize reagieren - Schallwellen. Sie werden als monomodal bezeichnet und sind sekundär sensitiv. Sie befinden sich im Corti-Organ des Innenohrs und sind Teil der Cochlea.
Die Struktur von Cortis Organ ähnelt einer Harfe. Hörrezeptoren sind in die Perilymphe eingetaucht und haben an ihren Enden Gruppen von Mikrovilli. Vibrationen der Flüssigkeit verursachen eine Reizung der Haarzellen, die sich in bioelektrische Phänomene verwandeln - Nervenimpulse, d.h. die Funktionen des Hörrezeptors - das ist die Wahrnehmung von Signalen, die die Form von Schallwellen haben, und ihre Umwandlung in einen ProzessErregung.
Geschmacksknospen kontaktieren
Jeder von uns hat eine Vorliebe für Essen und Trinken. Das Geschmacksspektrum von Lebensmitteln nehmen wir mit Hilfe des Geschmacksorgans – der Zunge – wahr. Es enthält vier Arten von Nervenenden, die wie folgt lokalisiert sind: an der Zungenspitze - Geschmacksknospen, die zwischen süßen, an der Wurzel bitteren und salzigen und sauren Rezeptoren an den Seitenwänden unterscheiden. Reizstoffe für alle Arten von Rezeptorenden sind chemische Moleküle, die von den Mikrovilli der Geschmacksknospen wahrgenommen werden, die als Antennen fungieren.
Die Funktion des Geschmacksrezeptors besteht darin, einen chemischen Reiz zu entschlüsseln und in einen elektrischen Impuls zu übersetzen, der entlang der Nerven zur Geschmackszone der Großhirnrinde wandert. Es sollte beachtet werden, dass die Papillen mit den Nervenenden des Geruchsanalysators zusammenarbeiten, der sich in der Schleimhaut der Nasenhöhle befindet. Die gemeinsame Wirkung der beiden Sinnessysteme verstärkt und bereichert die Geschmacksempfindungen einer Person.
Das Geruchsrätsel
Genau wie der Geschmack reagiert der Geruchsanalysator mit seinen Nervenenden auf die Moleküle verschiedener Chemikalien. Der eigentliche Mechanismus, durch den Geruchsstoffe den Riechkolben reizen, ist noch nicht vollständig geklärt. Wissenschaftler vermuten, dass Geruchssignalmoleküle mit verschiedenen sensorischen Neuronen in der Nasenschleimhaut interagieren. Andere Forscher führen die Stimulation von Geruchsrezeptoren darauf zurück, dass Signalmoleküle gemeinsame funktionelle Gruppen haben (z. B. Aldehydoder phenolisch) mit Substanzen, die im sensorischen Neuron enth alten sind.
Die Funktionen des Geruchsrezeptors liegen in der Reizwahrnehmung, deren Differenzierung und Übersetzung in den Erregungsprozess. Die Gesamtzahl der Riechkolben in der Schleimhaut der Nasenhöhle erreicht 60 Millionen, und jeder von ihnen ist mit einer großen Anzahl von Flimmerhärchen ausgestattet, wodurch die Gesamtfläche des Kontakts des Rezeptorfelds mit Molekülen von chemische Substanzen - Gerüche.
Nervenenden des Vestibularapparates
Im Innenohr befindet sich ein Organ, das für die Koordination und Konsistenz motorischer Handlungen verantwortlich ist, den Körper in einem Gleichgewichtszustand hält und auch an Orientierungsreflexen beteiligt ist. Es hat die Form halbkreisförmiger Kanäle, wird Labyrinth genannt und ist anatomisch mit dem Corti-Organ verbunden. In drei Knochenkanälen befinden sich Nervenenden, die in die Endolymphe eintauchen. Beim Neigen von Kopf und Oberkörper schwingt es, was zu Reizungen an den Enden der Nervenenden führt.
Vestibuläre Rezeptoren selbst - Haarzellen - stehen in Kontakt mit der Membran. Es besteht aus kleinen Kristallen aus Calciumcarbonat - Otolithen. Zusammen mit der Endolymphe beginnen sie sich auch zu bewegen, was als Reizstoff für die Nervenprozesse dient. Die Hauptfunktionen des Bogengangrezeptors hängen von seiner Lage ab: In den Säcken reagiert er auf die Schwerkraft und steuert das Gleichgewicht von Kopf und Körper in Ruhe. Sinnesenden, die sich in den Ampullen des Gleichgewichtsorgans befinden, steuern die Veränderung der Bewegungen von Körperteilen (dynamische Schwerkraft).
Die Rolle der Rezeptoren bei der EntstehungReflexbögen
Die gesamte Reflexlehre, von den Studien von R. Descartes bis zu den grundlegenden Entdeckungen von I. P. Pavlov und I. M. Sechenov, basiert auf der Idee der Nervenaktivität als angemessene Reaktion des Körpers auf die Auswirkungen von Reize der äußeren und inneren Umgebung, die unter Beteiligung des zentralen Nervensystems - des Gehirns und des Rückenmarks - durchgeführt werden. Was auch immer die Antwort ist, einfach, zum Beispiel ein Reflex, oder so superkomplex wie Sprache, Gedächtnis oder Denken, ihr erstes Glied ist die Rezeption – die Wahrnehmung und Unterscheidung von Reizen anhand ihrer Stärke, Amplitude, Intensität.
Eine solche Unterscheidung wird von sensorischen Systemen durchgeführt, die IP Pavlov "Tentakel des Gehirns" nannte. In jedem Analysator fungiert der Rezeptor als Antenne, die Umweltreize erfasst und untersucht: Licht- oder Schallwellen, chemische Moleküle und physikalische Faktoren. Die physiologisch normale Aktivität aller Sinnessysteme hängt ohne Ausnahme von der Arbeit des ersten Abschnitts ab, der als Peripherie oder Rezeptor bezeichnet wird. Aus ihm stammen ausnahmslos alle Reflexbögen (Reflexe).
Plektren
Dies sind biologisch aktive Substanzen, die in speziellen Strukturen - Synapsen - die Erregungsübertragung von einem Neuron zum anderen durchführen. Sie werden vom Axon der ersten Nervenzelle abgesondert und bewirken als Reizstoff Nervenimpulse in den Rezeptorenden der nächsten Nervenzelle. Daher sind die Struktur und Funktionen von Mediatoren und Rezeptoren eng miteinander verbunden. Außerdem einigeNeurozyten sind in der Lage, zwei oder mehr Botenstoffe wie Glutaminsäure und Asparaginsäure, Adrenalin und GABA abzusondern.
