انواع گیرنده ها چند شکلی احساسات: گیرنده های پوست چگونه کار می کنند گیرنده ها در تعریف زیست شناسی چیست؟

گیرنده ها

ارسطو دو هزار سال پیش نوشت که انسان پنج حس دارد: بینایی، شنوایی، لامسه، بویایی و چشایی. برای دو هزار سال، دانشمندان بارها و بارها اندام های "حس ششم" جدید، به عنوان مثال، دستگاه دهلیزی یا گیرنده های دما را کشف کرده اند. این اندام های حسی اغلب به عنوان "دروازه های جهان" نامیده می شوند: آنها به حیوانات اجازه می دهند در محیط بیرونی حرکت کنند و سیگنال هایی را از نوع خود درک کنند. با این حال، "نگاه به درون خود" در زندگی حیوانات اهمیتی ندارد. دانشمندان گیرنده های مختلفی را کشف کرده اند که فشار خون، قند خون و دی اکسید کربن، فشار اسمزی خون، تنش عضلانی و غیره را اندازه گیری می کنند. انواع فرآیندها در بدن

با توجه به آنچه گفته شد، روشن است که طبقه بندی ارسطو به وضوح منسوخ شده است و امروزه تعداد "حواس" مختلف بسیار زیاد خواهد بود، به ویژه اگر اندام های حسی موجودات مختلفی را در نظر بگیریم که در زمین زندگی می کنند.

در همان زمان، با بررسی این تنوع، مشخص شد که کار همه اندام های حسی بر یک اصل استوار است. تأثیر خارجی توسط سلول های خاص - گیرنده ها دریافت می شود و MP این سلول ها را تغییر می دهد. این سیگنال الکتریکی پتانسیل گیرنده نامیده می شود. و سپس پتانسیل گیرنده آزاد شدن واسطه از سلول گیرنده یا فرکانس تکانه های آن را کنترل می کند. بنابراین، گیرنده تبدیل کننده تأثیرات خارجی به سیگنال های الکتریکی است، همانطور که ولت به خوبی در مورد آن حدس زد.

گیرنده ها سیگنال ها را به سیستم عصبی منتقل می کنند و در آنجا بیشتر پردازش می شوند.

در زمان های قدیم، در تولید، ابزارها مستقیماً در نقاط اندازه گیری قرار داشتند. برای مثال، هر دیگ بخار مجهز به دماسنج و فشارسنج مخصوص به خود بود. با این حال، در آینده، چنین دستگاه هایی، به عنوان یک قاعده، با حسگرهایی جایگزین شدند که دما یا فشار را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کنند. این سیگنال ها را می توان به راحتی از راه دور منتقل کرد. اکنون اپراتور به پانل نگاه می کند، جایی که ابزارها مونتاژ شده اند و دما، فشار، سرعت توربین و غیره را نشان می دهند و نباید به نوبت همه واحدها را دور بزنند. در واقع، موجودات زنده صدها میلیون سال قبل از ظهور فناوری، چنین سیستم مترقی را برای اندازه گیری مقادیر مختلف توسعه دادند. نقش سپر، که تمام سیگنال ها را دریافت می کند، توسط مغز انجام می شود.

طبیعی است که گیرنده های مختلف را بر اساس انواع تأثیرات خارجی درک شده توسط آنها طبقه بندی کنیم. به عنوان مثال، گیرنده های مختلف مانند گیرنده های اندام شنوایی، گیرنده های اندام تعادل، گیرنده هایی که لمس را فراهم می کنند، به تأثیرات خارجی از همان نوع - مکانیکی پاسخ می دهند. از این دیدگاه می توان انواع گیرنده های زیر را تشخیص داد.

1) گیرنده های نوری، سلول هایی که به امواج الکترومغناطیسی پاسخ می دهند که فرکانس آنها در محدوده خاصی قرار دارد.

2) گیرنده های مکانیکی، سلول هایی که به جابجایی قطعات خود نسبت به یکدیگر پاسخ می دهند. گیرنده های مکانیکی، همانطور که قبلا ذکر شد، شامل سلول هایی هستند که صداها را درک می کنند، یعنی ارتعاشات آب و هوا با فرکانس مشخص، و گیرنده های مکانیکی لمسی، و سلول های اندام های خط جانبی ماهی که حرکت آب را نسبت به بدن ماهی درک می کنند. و سلول هایی که به کشش ماهیچه ها و تاندون ها و غیره پاسخ می دهند.

3) گیرنده های شیمیایی، سلول هایی که به مواد شیمیایی خاص پاسخ می دهند. فعالیت آنها زیربنای کار اندام های بویایی و چشایی است.

4) گیرنده های حرارتی، سلول هایی که دما را درک می کنند.

5) گیرنده های الکتریکی، سلول هایی که به میدان های الکتریکی در محیط پاسخ می دهند.

شاید امروز این پنج نوع گیرنده را به جای حواس پنج گانه توصیف شده توسط ارسطو قرار دهیم.

بیایید اکنون به عنوان مثال یکی از انواع سلول های گیرنده - گیرنده های نوری را در نظر بگیریم.

گیرنده های نوری

گیرنده های نوری در شبکیه مهره داران میله و مخروط هستند. در سال 1866، آناتومیست آلمانی M. Schultz کشف کرد که در پرندگان روز، شبکیه عمدتاً حاوی مخروط است، در حالی که پرندگان شبگرد دارای میله هستند. او نتیجه گرفت که میله ها برای درک نور ضعیف و مخروط ها قوی هستند. این نتیجه گیری توسط مطالعات بعدی تایید شد. مقایسه حیوانات مختلف استدلال های زیادی را به نفع این فرضیه اضافه کرد: به عنوان مثال، ماهی های اعماق دریا با چشمان بزرگ خود فقط میله هایی در شبکیه دارند.

به انجیر نگاه کنید 59. چوب مهره داران را به تصویر می کشد. دارای یک بخش داخلی و یک بخش بیرونی است که توسط یک گردن به هم متصل شده اند. در ناحیه بخش داخلی، میله سیناپس ها را تشکیل می دهد و واسطه ای را آزاد می کند که روی نورون های شبکیه مرتبط با آن عمل می کند. واسطه مانند سایر سلول ها در طی دپلاریزاسیون آزاد می شود. در بخش بیرونی تشکل های خاصی وجود دارد - دیسک هایی که در غشای آن مولکول های رودوپسین تعبیه شده است. این پروتئین "دریافت کننده" مستقیم نور است.

هنگام مطالعه میله ها، مشخص شد که یک میله را می توان تنها با یک فوتون نور برانگیخت، یعنی بالاترین حساسیت ممکن را دارد. هنگامی که یک فوتون جذب می شود، میدان مغناطیسی میله حدود 1 میلی ولت تغییر می کند. محاسبات نشان می دهد که برای چنین تغییر پتانسیل لازم است که تقریباً 1000 کانال یونی را تحت تأثیر قرار دهیم. چگونه یک فوتون می تواند بر این همه کانال تأثیر بگذارد؟ مشخص بود که یک فوتون با نفوذ به یک میله، توسط یک مولکول رودوپسین گرفته می شود و حالت این مولکول را تغییر می دهد.

اما یک مولکول منفرد بهتر از یک فوتون نیست. این که چگونه این مولکول موفق به تغییر MT میله می شود کاملاً غیرقابل درک باقی مانده است، به خصوص که دیسک های حاوی رودوپسین به طور الکتریکی به غشای بیرونی سلول متصل نیستند.

کلید نحوه کار عصا بیشتر در چند سال اخیر پیدا شده است. معلوم شد که رودوپسین با جذب کوانتومی نور، برای مدتی خواص یک کاتالیزور را به دست می آورد و موفق می شود چندین مولکول یک پروتئین خاص را تغییر دهد که به نوبه خود باعث واکنش های بیوشیمیایی دیگری می شود. بنابراین، کار میله با وقوع یک واکنش زنجیره ای توضیح داده می شود، که زمانی شروع می شود که فقط یک کوانتوم نور جذب می شود و منجر به ظاهر شدن هزاران مولکول ماده در داخل میله می شود که می تواند کانال های یونی را از داخل تحت تأثیر قرار دهد. سلول.

این واسطه درون سلولی چه کاری انجام می دهد؟ به نظر می رسد که غشای بخش داخلی میله کاملاً رایج است - از نظر خواص استاندارد: حاوی کانال های K است که PP را ایجاد می کند. اما غشای بخش بیرونی غیر معمول است: فقط حاوی کانال های Ka است. در حالت استراحت، آنها باز هستند و اگرچه تعداد زیادی از آنها وجود ندارد، این برای جریان عبوری از آنها کافی است تا MP را کاهش دهد و میله را دپولاریزه کند. بنابراین، واسطه درون سلولی قادر است بخشی از کانال های Ka را ببندد، در حالی که مقاومت بار افزایش می یابد و MP نیز افزایش می یابد و به پتانسیل تعادل پتاسیم نزدیک می شود. در نتیجه وقتی میله در معرض نور قرار می گیرد، هیپرپلاریزه می شود.

حالا یک لحظه به چیزهایی که یاد گرفتید فکر کنید و شگفت زده خواهید شد. به نظر می رسد که گیرنده های نوری ما بیشترین واسطه را در تاریکی آزاد می کنند، اما وقتی روشن می شوند، کمتر آن را آزاد می کنند و هر چه کمتر، نور روشن تر است. این کشف شگفت انگیز در سال 1968 انجام شد. یو.آ. تریفونوف از آزمایشگاه A.L. تماس بگیرید، زمانی که اطلاعات کمی در مورد مکانیسم چوب ها وجود داشت.

بنابراین، در اینجا ما با نوع دیگری از کانال ها آشنا شدیم - کانال هایی که از داخل سلول کنترل می شوند.

اگر گیرنده نوری مهره داران و جانوران بی مهره را با هم مقایسه کنیم، خواهیم دید که کار آنها اشتراکات زیادی دارد: رنگدانه ای مانند رودوپسین وجود دارد. سیگنال از رنگدانه برانگیخته با کمک یک واسطه درون سلولی به غشای خارجی منتقل می شود. سلول قادر به تولید AP نیست. تفاوت این است که واسطه درون سلولی در موجودات مختلف در کانال های یونی مختلف عمل می کند: در مهره داران باعث افزایش قطبی شدن گیرنده می شود، در حالی که در بی مهرگان، به عنوان یک قاعده، باعث دپلاریزاسیون می شود. به عنوان مثال، در یک نرم تن دریایی - یک گوش ماهی - هنگامی که گیرنده های دیستال شبکیه روشن می شوند، هیپرپلاریزاسیون آنها مانند مهره داران رخ می دهد، اما مکانیسم آن کاملاً متفاوت است. در گوش ماهی، نور نفوذپذیری غشاء به یون‌های پتاسیم را افزایش می‌دهد و MP به پتانسیل تعادل پتاسیم نزدیک‌تر می‌شود.

با این حال، علامت تغییر در پتانسیل گیرنده نور خیلی قابل توجه نیست، همیشه می توان آن را در طول پردازش بیشتر تغییر داد. فقط مهم است که سیگنال نور به طور قابل اعتماد به سیگنال الکتریکی تبدیل شود.

بیایید، برای مثال، سرنوشت بیشتر سیگنال الکتریکی را در نظر بگیریم که در سیستم بینایی بارناکل ها از قبل برای ما آشناست. در این جانوران، گیرنده های نوری هنگام روشن شدن، دپولاریزه می شوند و فرستنده بیشتری آزاد می کنند، اما این امر هیچ واکنشی را برای حیوان ایجاد نمی کند. اما زمانی که چشم ها سایه می اندازند، سرطان وارد عمل می شود: آنتن ها را برمی دارد و غیره. چگونه این اتفاق می افتد؟ واقعیت این است که واسطه گیرنده های نوری در بارناکل ها مهار کننده است، سلول بعدی زنجیره عصبی را هیپرپلاریزه می کند و شروع به انتشار واسطه کمتری می کند، بنابراین وقتی نور روشن تر می شود، هیچ واکنشی رخ نمی دهد. برعکس، هنگامی که گیرنده نوری سایه می اندازد، واسطه کمتری آزاد می کند و دیگر سلول مرتبه دوم را مهار نمی کند. سپس این سلول دپولاریزه می شود و سلول هدف خود را تحریک می کند که در آن تکانه ها ایجاد می شوند. سلول 2 در این مدار سلول I نامیده می شود، از کلمه "معکوس"، زیرا نقش اصلی آن تغییر علامت سیگنال گیرنده نور است. بارناکل چشمان نسبتاً ابتدایی دارد و به کمی نیاز دارد. او شیوه زندگی وابسته را پیش می برد و کافی است بداند که دشمن در حال نزدیک شدن است. در حیوانات دیگر، سیستم نورون های مرتبه دوم و سوم بسیار پیچیده تر است.

در گیرنده های نوری، پتانسیل گیرنده به صورت الکتروتونیک بیشتر منتقل می شود و بر مقدار واسطه آزاد شده تأثیر می گذارد. در مهره داران یا بارناکل ها، سلول بعدی بدون تکانه است و تنها سومین نورون در زنجیره قادر به تولید تکانه است. اما در گیرنده کشش عضلات ما وضعیت کاملا متفاوت است. این گیرنده مکانیکی انتهای یک رشته عصبی است که به دور یک فیبر عضلانی می پیچد. هنگامی که کشیده می شود، سیم پیچ های مارپیچ تشکیل شده توسط بخش غیر میلینی فیبر از یکدیگر دور می شوند و یک پتانسیل گیرنده G در آنها ایجاد می شود - دپلاریزاسیون به دلیل باز شدن کانال های Ka که به تغییر شکل غشاء حساس هستند. این پتانسیل جریانی را از طریق رهگیری رانویر همان فیبر ایجاد می‌کند و رهگیری پالس‌هایی تولید می‌کند. هرچه عضله بیشتر کشیده شود، پتانسیل گیرنده بیشتر و فرکانس ضربه بیشتر می شود.

برای این گیرنده مکانیکی، هم تبدیل تأثیر خارجی به یک سیگنال الکتریکی، یعنی به یک پتانسیل گیرنده، و هم تبدیل پتانسیل گیرنده به ایمپالس توسط بخشی از یک آکسون تحقق می‌یابد.

البته برای ما جالب است که در مورد ساختار گیرنده های مختلف در حیوانات مختلف صحبت کنیم، زیرا در طراحی و کاربرد آنها بسیار عجیب و غریب هستند. با این حال، هر یک از این داستان ها در نهایت به یک چیز منتهی می شود: چگونه یک سیگنال خارجی به یک پتانسیل گیرنده تبدیل می شود که انتشار یک انتقال دهنده عصبی را کنترل می کند یا باعث تولید تکانه ها می شود.

اما ما همچنان در مورد یک نوع گیرنده صحبت خواهیم کرد. این یک گیرنده الکتریکی است. ویژگی آن در این واقعیت نهفته است که سیگنالی که باید به آن پاسخ داد قبلاً ماهیت الکتریکی دارد. این گیرنده چه کاری انجام می دهد؟ سیگنال الکتریکی را به الکتریکی تبدیل می کند؟

گیرنده های الکتریکی چگونه کوسه ها از قانون و احتمال اهم استفاده می کنند

در سال 1951 دانشمند انگلیسی لیسمن رفتار ماهی هیمنارک را مطالعه کرد. این ماهی در آب گل آلود مات در دریاچه ها و باتلاق های آفریقا زندگی می کند و بنابراین همیشه نمی تواند از دید برای جهت گیری استفاده کند. Lissman پیشنهاد کرد که این ماهی ها مانند خفاش ها از پژواک برای جهت گیری استفاده کنند.

توانایی شگفت انگیز خفاش ها برای پرواز در تاریکی کامل بدون برخورد با موانع، مدت ها پیش، در سال 1793، یعنی تقریباً همزمان با کشف گالوانی، کشف شد. این کار توسط لازارو اسپالانزانی، استاد دانشگاه پاویا انجام شد. با این حال، شواهد تجربی مبنی بر اینکه خفاش‌ها سونوگرافی ساطع می‌کنند و با اکو حرکت می‌کنند، تنها در سال 1938 در دانشگاه هاروارد در ایالات متحده به دست آمد، زمانی که فیزیکدانان تجهیزاتی را برای ضبط اولتراسوند ایجاد کردند.

پس از آزمایش آزمایشی فرضیه جهت گیری سرود اولتراسونیک، لیسمن آن را رد کرد. معلوم شد که سرود به نحوی متفاوت هدایت شده است. لیسمن با مطالعه رفتار هیمنارک متوجه شد که این ماهی دارای اندام الکتریکی است و در آب کدر شروع به تولید تخلیه جریان بسیار ضعیف می کند. چنین جریانی نه برای دفاع و نه برای حمله مناسب نیست. سپس لیسمن پیشنهاد کرد که سرود باید اندام های خاصی برای درک میدان های الکتریکی داشته باشد - یک سیستم حسی الکتریکی.

این یک فرضیه بسیار جسورانه بود. دانشمندان می دانستند که حشرات نور فرابنفش را می بینند و بسیاری از حیوانات صداهایی را می شنوند که برای ما غیرقابل شنیدن است. اما این فقط گسترش خاصی از دامنه در درک سیگنال هایی بود که مردم نیز می توانند درک کنند. Lissman وجود یک نوع کاملاً جدید از گیرنده را مجاز دانست.

وضعیت با این واقعیت پیچیده بود که واکنش ماهی به جریان های ضعیف در آن زمان از قبل مشخص بود. او در سال 1917 توسط پارکر و ون هوسر بر روی یک گربه ماهی مشاهده شد. با این حال، این نویسندگان مشاهدات خود را توضیح بسیار متفاوتی ارائه کردند. آنها به این نتیجه رسیدند که وقتی جریان از آب عبور می کند، توزیع یون ها در آن تغییر می کند و این بر طعم آب تأثیر می گذارد. این دیدگاه کاملاً قابل قبول به نظر می رسید: چرا اندام های جدید اختراع می شود، اگر نتایج را می توان با اندام های معمولی شناخته شده طعم توضیح داد. درست است، این دانشمندان به هیچ وجه تفسیر خود را ثابت نکردند. آنها آزمایش کنترلی را راه اندازی نکردند. اگر اعصاب را از اندام های چشایی قطع می کردند، به طوری که حس چشایی در ماهی از بین می رفت، متوجه می شدند که واکنش به جریان حفظ می شود. آنها با محدود کردن خود به توضیح شفاهی مشاهدات خود، این کشف بزرگ را از دست دادند.

از سوی دیگر، لیسمن آزمایش های بسیار متنوعی را اختراع و راه اندازی کرد و پس از ده سال کار، فرضیه خود را اثبات کرد. حدود 25 سال پیش، وجود گیرنده های الکتریکی توسط علم به رسمیت شناخته شد. گیرنده های الکتریکی شروع به مطالعه کردند و به زودی در بسیاری از ماهیان دریایی و آب شیرین و همچنین در لامپری ها یافت شدند. تقریباً 5 سال پیش، چنین گیرنده هایی در دوزیستان و اخیراً در پستانداران کشف شد.

گیرنده های الکتریکی در کجا قرار دارند و چگونه چیده شده اند؟

ماهی ها دارای گیرنده های مکانیکی خط جانبی هستند که در امتداد بدن و روی سر ماهی قرار دارند. آنها حرکت آب را نسبت به حیوان درک می کنند. گیرنده های الکتریکی نوع دیگری از گیرنده های خط جانبی هستند. در طول رشد جنینی، تمام گیرنده های خط جانبی از همان ناحیه ای از سیستم عصبی که گیرنده های شنوایی و دهلیزی هستند، توسعه می یابند. بنابراین گیرنده های شنوایی خفاش ها و گیرنده های الکتریکی ماهی از خویشاوندان نزدیک هستند.

در ماهی های مختلف، گیرنده های الکتریکی دارای محلی سازی متفاوت هستند - آنها روی سر، روی باله ها، در امتداد بدن و همچنین ساختار متفاوتی قرار دارند. اغلب سلول های گیرنده الکتریکی اندام های تخصصی را تشکیل می دهند. ما در اینجا یکی از این اندام‌های موجود در کوسه‌ها و پرتوها، آمپول لورنزینی را در نظر خواهیم گرفت. لورنزینی فکر می کرد که آمپول ها غده هایی هستند که مخاط ماهی تولید می کنند. آمپول لورنزینی یک کانال زیر جلدی است که یک سر آن به محیط خارجی باز است و سر دیگر آن به یک امتداد ناشنوا ختم می شود. لومن کانال با یک توده ژله مانند پر شده است. سلول‌های گیرنده‌ی الکتریکی، «پایین» آمپول را در یک ردیف قرار می‌دهند.

جالب است که پارکر که برای اولین بار متوجه شد که ماهی ها به جریان های الکتریکی ضعیف واکنش نشان می دهند، آمپول های لورنزینی را نیز مطالعه کرد، اما عملکردهای کاملاً متفاوتی را به آنها نسبت داد. او دریافت که با فشار دادن یک چوب به ورودی بیرونی کانال، کوسه می تواند واکنش نشان دهد. از چنین آزمایش‌هایی، او به این نتیجه رسید که آمپول لورنزینی یک مانومتر برای اندازه‌گیری عمق غوطه‌ور شدن ماهی است، به‌ویژه که این اندام از نظر ساختار شبیه به مانومتر است. اما این بار هم تعبیر پارکر اشتباه بود. اگر یک کوسه در یک محفظه فشار قرار داده شود و فشار افزایش یافته در آن ایجاد شود، آمپول لورنزینی به آن واکنش نشان نمی دهد - و این را نمی توان بدون آزمایش مشاهده کرد: آب از همه طرف فشار می آورد و اثری ندارد *). و با فشار فقط بر روی منافذی در ژله که آن را پر می کند، یک اختلاف پتانسیل ایجاد می شود، همانطور که اختلاف پتانسیل در یک کریستال پیزوالکتریک ایجاد می شود.

آمپول های لورنزینی چگونه چیده می شوند؟ معلوم شد که تمام سلول های اپیتلیوم پوشاننده کانال به طور محکم توسط "مخاطبین محکم" ویژه به هم متصل شده اند که مقاومت ویژه بالای اپیتلیوم را تضمین می کند. این کانال که با چنین عایق خوبی پوشانده شده است، از زیر پوست عبور می کند و می تواند چندین ده سانتی متر طول داشته باشد. در مقابل، ژله پرکننده کانال آمپول لورنزینی مقاومت بسیار کمی دارد. این امر با این واقعیت تضمین می شود که پمپ های یونی بسیاری از یون های K + را به مجرای کانال پمپ می کنند. بنابراین، کانال یک ارگان الکتریکی یک قطعه کابل خوب با مقاومت عایق بالا و یک هسته خوب رسانا است.

"پایین" آمپول در یک لایه توسط چندین ده هزار سلول گیرنده الکتریکی پوشانده شده است که آنها نیز محکم به هم چسبیده اند. معلوم شد که سلول گیرنده در یک انتها به داخل کانال نگاه می کند و در انتهای دیگر یک سیناپس تشکیل می دهد، جایی که یک واسطه تحریکی را آزاد می کند که روی انتهای رشته عصبی که به آن نزدیک می شود عمل می کند. هر آمپول دارای 10 تا 20 فیبر آوران است و هر یک پایانه های زیادی به گیرنده ها می دهد، به طوری که تقریباً 2000 سلول گیرنده روی هر فیبر عمل می کنند.

اکنون ببینیم که تحت تأثیر میدان الکتریکی چه اتفاقی برای خود سلول‌های گیرنده الکتریکی می‌افتد.

اگر هر سلولی در یک میدان الکتریکی قرار گیرد، در یک قسمت از غشاء علامت GSH با علامت قدرت میدان منطبق می شود و در قسمت دیگر مخالف است. این بدان معناست که در یک نیمه سلول MP افزایش می یابد و در سمت دیگر برعکس کاهش می یابد. معلوم می شود که هر سلولی میدان های الکتریکی را "احساس" می کند، یعنی یک گیرنده الکتریکی است.

و قابل درک است: پس از همه، در این مورد، مشکل تبدیل یک سیگنال خارجی به سیگنال طبیعی برای سلول - یک سیگنال الکتریکی - ناپدید می شود. بنابراین، سلول‌های گیرنده الکتریکی به روشی بسیار ساده کار می‌کنند: با علامت مناسب میدان خارجی، غشای سیناپسی این سلول‌ها دپلاریزه می‌شود و این تغییر پتانسیل آزادسازی واسطه را کنترل می‌کند.

اما پس از آن این سوال مطرح می شود: ویژگی های سلول های گیرنده الکتریکی چیست؟ آیا هر نورونی می تواند وظایف خود را انجام دهد؟ آمپول های لورنزینی چه چینش خاصی دارند؟

بله، از نظر کیفی، هر نورونی را می توان یک گیرنده الکتریکی در نظر گرفت، اما اگر به تخمین های کمی روی بیاوریم، شرایط تغییر می کند. میدان‌های الکتریکی طبیعی بسیار ضعیف هستند و تمام ترفندهایی که طبیعت در اندام‌های حساس به الکترود استفاده می‌کند، اولاً با هدف گرفتن بزرگترین اختلاف پتانسیل ممکن در غشای سیناپسی و ثانیاً اطمینان از حساسیت بالای مکانیسم آزادسازی واسطه برای تغییر MP است.

اندام های الکتریکی کوسه ها و پرتوها بسیار حساس هستند: ماهی ها به میدان های الکتریکی 0.1 میکروولت بر سانتی متر پاسخ می دهند. بنابراین مشکل حساسیت در طبیعت به طرز درخشانی حل می شود. چگونه چنین نتایجی حاصل می شود؟

اولاً، طراحی آمپول لورنزینی به ایجاد چنین حساسیتی کمک می کند. اگر شدت میدان 0.1 میکروولت بر سانتی متر و طول کانال آمپول 10 سانتی متر باشد، کل آمپول دارای اختلاف پتانسیل 1 میکروولت خواهد بود. تقریباً تمام این ولتاژ روی لایه گیرنده افت می کند، زیرا مقاومت آن بسیار بالاتر از مقاومت رسانه موجود در کانال است. کوسه در اینجا مستقیماً از قانون اهم استفاده می کند: V \u003d 11 دلار ، از آنجایی که جریان جریان در مدار یکسان است ، افت ولتاژ در جایی که مقاومت بالاتر است بیشتر است. بنابراین، هر چه کانال آمپول طولانی تر باشد و مقاومت آن کمتر باشد، اختلاف پتانسیل بیشتری به گیرنده الکتریکی اعمال می شود.

ثانیاً، قانون اهم توسط خود گیرنده های الکتریکی "به کار می رود". بخش های مختلف غشاء آنها نیز مقاومت های متفاوتی دارند: غشای سیناپسی، جایی که واسطه آزاد می شود، مقاومت زیادی دارد، و قسمت مقابل غشاء مقاومت کوچکی دارد، به طوری که در اینجا نیز، اختلاف پتانسیل به طور مطلوب توزیع می شود. تا جایی که ممکن است،

در مورد حساسیت غشای سیناپسی به جابه‌جایی در MF، می‌توان آن را به دلایل مختلفی توضیح داد: کانال‌های Ca این غشاء یا مکانیسم آزادسازی واسطه ممکن است به تغییرات بالقوه بسیار حساس باشند. توضیح بسیار جالبی برای حساسیت بالای انتشار انتقال دهنده عصبی به جابجایی MP توسط A.L. زنگ زدن. ایده او این است که در چنین سیناپس‌هایی، جریان تولید شده توسط غشای پس سیناپسی به سلول‌های گیرنده می‌رود و باعث آزاد شدن واسطه می‌شود. در نتیجه، یک بازخورد مثبت رخ می دهد: آزاد شدن انتقال دهنده عصبی باعث PSP می شود، در حالی که جریان از طریق سیناپس جریان می یابد و این باعث افزایش آزاد شدن انتقال دهنده عصبی می شود. در اصل، چنین مکانیزمی لزوماً باید عمل کند. اما حتی در این مورد، سؤال کمی است: چنین مکانیسمی برای ایفای هر نقش عملکردی چقدر مؤثر است؟ اخیرا الف. کال و همکارانش توانستند داده‌های تجربی قانع‌کننده‌ای به دست آورند که تأیید می‌کرد چنین مکانیسمی واقعاً در گیرنده‌های نوری کار می‌کند.

کنترل نویز

بنابراین، به دلیل ترفندهای مختلف با استفاده از قانون اهم، یک جابجایی پتانسیل به میزان 1 میکروولت بر روی غشای گیرنده‌های الکتریکی ایجاد می‌شود. به نظر می رسد که اگر حساسیت غشای پیش سیناپسی به اندازه کافی بالا باشد - و همانطور که دیدیم، واقعاً چنین است - همه چیز مرتب است. اما ما در نظر نگرفتیم که افزایش حساسیت هر دستگاهی مشکل جدیدی را ایجاد می کند - مشکل کنترل نویز. ما حساسیت گیرنده الکتریکی را که 1 μV را درک می کند فوق العاده نامیدیم و اکنون دلیل آن را توضیح خواهیم داد. واقعیت این است که این مقدار بسیار کمتر از سطح نویز است.

در هر رسانایی، حامل های بار در حرکت حرارتی شرکت می کنند، یعنی به طور تصادفی در جهات مختلف حرکت می کنند. گاهی اوقات بارهای بیشتری در یک جهت حرکت می کنند تا در جهت دیگر، به این معنی که در هر هادی بدون هیچ منبع e. d.s. جریان ها رخ می دهد. همانطور که در مورد فلزات اعمال شد، این مشکل در اوایل سال 1913 توسط دو هاس و لورنتس مورد توجه قرار گرفت. به طور تجربی، نویز حرارتی در هادی ها در سال 1927 توسط جانسون کشف شد. در همان سال جی نایکوئیست نظریه ای مفصل و کلی از این پدیده ارائه کرد. تئوری و آزمایش مطابقت خوبی داشتند: نشان داده شد که شدت نویز به طور خطی به مقدار مقاومت و دمای هادی بستگی دارد. این طبیعی است: هر چه مقاومت هادی بیشتر باشد، اختلاف پتانسیلی که در اثر جریان های تصادفی روی آن ظاهر می شود بیشتر است و هر چه دما بالاتر باشد، سرعت حامل های بار بیشتر می شود. بنابراین، هر چه مقاومت هادی بیشتر باشد، نوسانات پتانسیل بیشتری در آن تحت عمل حرکت حرارتی بارها رخ می دهد.

و اکنون به گیرنده های الکتریکی برگردیم. گفتیم که برای افزایش حساسیت در این گیرنده، داشتن بالاترین مقاومت ممکن غشا به نحوی که بیشتر ولتاژ روی آن افت کند، سودمند است. در واقع، مقاومت غشایی که واسطه را آزاد می کند، در یک سلول گیرنده الکترونی بسیار بالا است، در حد 10 10 اهم. با این حال، همه چیز بهایی دارد: مقاومت بالای این غشاء منجر به افزایش نویز می شود. نوسانات پتانسیل روی غشای گیرنده الکتریکی به دلیل نویز حرارتی تقریباً 30 میکروولت است، یعنی 30 برابر بیشتر از حداقل تغییر MF درک شده که تحت تأثیر میدان خارجی رخ می دهد! معلوم می شود که وضعیت به گونه ای است که شما در اتاقی نشسته اید که هر یک از سه ده نفر در مورد خود صحبت می کنند و سعی می کنید با یکی از آنها گفتگو کنید. اگر صدای همه صداها 30 برابر بلندتر از صدای شما باشد، مطمئناً مکالمه غیرممکن خواهد بود.

چگونه یک کوسه چنین مکالمه ای را از طریق نویز حرارتی "می شنود"؟ آیا ما با معجزه روبرو هستیم؟ البته که نه. ما از شما خواستیم به این واقعیت توجه کنید که تقریباً 2000 گیرنده الکتریکی روی یک فیبر حسی سیناپس می شوند. تحت تأثیر صداهای حرارتی در غشاء، یک انتقال دهنده عصبی از یک یا آن سیناپس آزاد می شود و فیبر آوران، حتی در غیاب میدان های الکتریکی خارج از ماهی، دائماً تکانه می کند. هنگامی که یک سیگنال خارجی ظاهر می شود، همه 2000 سلول یک واسطه ترشح می کنند و در نتیجه سیگنال خارجی تقویت می شود.

صبر کن خواننده متفکر می گوید چون 2000 سلول باید صدای بیشتری ایجاد کنند! معلوم می شود، اگر قیاس را با گفتگو در یک اتاق پر سر و صدا ادامه دهیم، 100 نفر راحت تر از جمعیت سه هزار نفری فریاد می زنند تا یک - سی؟ اما به نظر می رسد، در واقعیت، به اندازه کافی عجیب، همین طور است. احتمالاً هر یک از ما بیش از یک بار شنیده‌ایم که چگونه کف زدن‌های موزون و فزاینده در میان طوفان تشویق راه می‌افتد. یا از میان غرش سکوهای ورزشگاه، تعجب ها به وضوح شنیده می شود: «آفرین! آفرین!»، حتی گروه کوچکی از هواداران آن را شعار می دادند. واقعیت این است که در همه این موارد ما با یک رویارویی بین یک سیگنال سازمان یافته و همزمان و نویز، یعنی یک سیگنال آشفته مواجه می شویم. به طور کلی، با بازگشت به گیرنده‌های الکتریکی، واکنش‌های آنها به سیگنال خارجی همزمان و جمع می‌شوند و تنها بخشی از نویز حرارتی تصادفی در زمان منطبق می‌شود. بنابراین، دامنه سیگنال به نسبت مستقیم با تعداد سلول های گیرنده رشد می کند، در حالی که دامنه نویز بسیار کندتر رشد می کند. اما اجازه دهید خواننده دوباره مداخله کند، اگر صدای گیرنده فقط 30 برابر قویتر از سیگنال است، آیا طبیعت خیلی بیهوده نیست؟چرا 2000 گیرنده؟ شاید صد تا کافی باشد؟

وقتی صحبت از مسائل کمی می شود، باید بشمارید، یعنی به ریاضیات نیاز دارید. در ریاضیات بخش ویژه ای وجود دارد - نظریه احتمال، که در آن پدیده ها و فرآیندهای تصادفی با ماهیت بسیار متفاوت مورد مطالعه قرار می گیرند. متأسفانه این بخش از ریاضیات اصلاً در مدرسه جامع معرفی نشده است.

حالا بیایید یک محاسبه ساده انجام دهیم. اجازه دهید میدان خارجی MP تمام گیرنده ها را 1 میکروولت جابجا کند، سپس کل سیگنال مفید همه گیرنده ها برابر با 2000 واحد معین خواهد بود. مقدار متوسط ​​سیگنال نویز یک گیرنده تقریباً 30 میکروولت است، اما سیگنال کل نویز متناسب با 2000 است، یعنی تنها برابر با 1350 واحد است. می بینیم که به دلیل مجموع اثر تعداد زیادی گیرنده، سیگنال مفید 1.5 برابر بیشتر از نویز است. مشاهده می شود که نمی توان از صد سلول گیرنده صرف نظر کرد. و با نسبت سیگنال به نویز 1.5، سیستم عصبی کوسه در حال حاضر قادر به تشخیص این سیگنال است، بنابراین هیچ معجزه ای اتفاق نمی افتد.

گفتیم که میله های شبکیه به تحریک تنها یک مولکول رودوپسین پاسخ می دهند. اما چنین تحریکی می تواند نه تنها تحت تأثیر نور، بلکه در اثر نویز حرارتی نیز ایجاد شود. در نتیجه حساسیت بالای میله ها در شبکیه، سیگنال های "هشدار کاذب" همیشه باید رخ دهد. با این حال، در واقعیت، شبکیه همچنین دارای یک سیستم کنترل نویز بر اساس همان اصل است. میله ها توسط ES به هم متصل می شوند، که منجر به میانگین گیری جابجایی های پتانسیل آنها می شود، به طوری که همه چیز مانند گیرنده های الکتریکی اتفاق می افتد. همچنین این ارتباط را از طریق تماس‌های بسیار نفوذپذیر سلول‌های فعال خود به خودی گره سینوسی قلب به خاطر بسپارید، که یک ریتم منظم قلب می‌دهد و نوسانات ذاتی یک سلول را از بین می‌برد. می بینیم که طبیعت از میانگین برای مقابله با نویز در موقعیت های مختلف استفاده گسترده ای می کند.

حیوانات چگونه از گیرنده های الکتریکی خود استفاده می کنند؟ در مورد روش جهت گیری ماهی در آب گل آلود در آینده با جزئیات بیشتری صحبت خواهیم کرد. اما کوسه ها و پرتوها هنگام جستجوی طعمه از گیرنده های الکتریکی خود استفاده می کنند. این شکارچیان تنها با میدان‌های الکتریکی ایجاد شده توسط ماهیچه‌های آن در طی حرکات تنفسی قادر به تشخیص ماهیچه‌ای پنهان شده در زیر لایه‌ای از شن هستند. این توانایی کوسه ها در یک سری آزمایش های زیبا توسط کلمین در سال 1971 نشان داده شد. این حیوان می تواند در حالت پایین دراز بکشد و حرکت نکند، می تواند خود را به عنوان رنگ پس زمینه پنهان کند، اما نمی تواند متابولیسم را متوقف کند، ضربان قلب را متوقف کند، تنفس را متوقف کند. بوها همیشه نقاب آن را می‌پوشاند، و در آب - و میدان‌های الکتریکی ناشی از کار قلب و سایر ماهیچه‌ها. بنابراین بسیاری از ماهی‌های درنده را می‌توان «قاتل برقی» نامید.

... آنتی بادی های lgG4، IgA، IgD و IgE مکمل را فعال نمی کنند. عملکردهای موثر ایمونوگلوبولین ها همچنین شامل تعامل انتخابی آنها با انواع مختلف سلول با مشارکت گیرنده های سطح سلولی ویژه است. گیرنده های سلولی برای آنتی بادی ها سه نوع گیرنده سطح سلولی برای IgG وجود دارد گیرنده های سلولی برای IgG تعدادی از عملکردهای موثر را واسطه می کنند...

1. سیستم عصبی مرکزی

سیستم عصبی مرکزی بخشی از سیستم عصبی مهره داران است که با تجمع سلول های عصبی که مغز و نخاع را تشکیل می دهند نشان داده می شود.

سیستم عصبی مرکزی فرآیندهای رخ داده در بدن را تنظیم می کند و به عنوان مرکز کنترل برای همه سیستم ها عمل می کند. مکانیسم های فعالیت سیستم عصبی مرکزی مبتنی بر تعامل تحریک و مهار است.

فعالیت عصبی بالاتر (HNI)

فعالیت عصبی بالاتر - به گفته I.P. Pavlov - شکل پیچیده ای از فعالیت های زندگی است که سازگاری رفتاری فردی انسان ها و حیوانات عالی را با شرایط محیطی در حال تغییر فراهم می کند.

فعالیت عصبی بالاتر مبتنی بر تعامل رفلکس های غیرشرطی مادرزادی و رفلکس های شرطی به دست آمده در فرآیند انتوژنز است که سیستم سیگنالینگ دوم در انسان به آن اضافه می شود.

اساس ساختاری VND قشر مغز با هسته های زیر قشری پیش مغز و برخی از ساختارهای دی انسفالون است.

2. فعالیت عصبی بالاتر

فعالیت عصبی بالاتر (HNA) فعالیت بخش های بالاتر سیستم عصبی مرکزی است که کامل ترین سازگاری حیوانات و انسان ها را با محیط (رفتار) تضمین می کند. اساس ساختاری GNI قشر مغز با هسته های زیر قشری پیش مغز و تشکیلات دی انسفالون است، با این حال، هیچ ارتباط سفت و سختی بین GNI و ساختارهای مغز وجود ندارد. فعالیت عصبی پایین به عنوان تابعی از سیستم عصبی مرکزی با هدف تنظیم فرآیندهای فیزیولوژیکی در خود بدن ارائه می شود. مهمترین ویژگی GNI ماهیت سیگنال است که به شما امکان می دهد از قبل برای یک نوع فعالیت (غذایی، دفاعی، جنسی و غیره) آماده شوید.

ویژگی های GNI: تغییرپذیری، سیگنال دهی، سازگاری - انعطاف پذیری و سازگاری واکنش ها را فراهم می کند. ماهیت احتمالی محیط خارجی نسبیت هر پاسخ رفتاری را می دهد و ارگانیسم را به پیش بینی احتمالی وادار می کند. توانایی یادگیری تا حد زیادی نه تنها به فرآیندهای تحریک، بلکه به مهار نیز بستگی دارد. بازداری مشروط به تغییر سریع رفتار با توجه به شرایط و انگیزه ها کمک می کند.

اصطلاح GNI توسط I.P. Pavlov معرفی شد که آن را معادل مفهوم "فعالیت ذهنی" می دانست. طبق گفته IP Pavlov، این یک عملکرد ترکیبی (رفلکس شرطی و غیرشرطی) از قشر مغز و نزدیکترین زیر قشر مغز است. او همچنین مفهوم "سیستم های سیگنال" را به عنوان سیستمی از اتصالات انعکاسی شرطی معرفی کرد و اولین سیستم سیگنال مشترک را برای حیوانات و انسان ها و دومی را فقط برای انسان ها مشخص کرد.

اولین سیستم سیگنالینگ (PSS) - احساسات و ادراکات مستقیم، اساس GNI را تشکیل می دهد و به مجموعه ای از رفلکس های متنوع شرطی و غیرشرطی برای محرک های مستقیم کاهش می یابد. PSS انسان با سرعت بالاتر گسترش و تمرکز فرآیند عصبی، تحرک آن مشخص می شود که سرعت تعویض و تشکیل رفلکس های شرطی را تضمین می کند. حیوانات بهتر است بین محرک های فردی، یک فرد - ترکیبات آنها تمایز قائل شوند.

سیستم سیگنال دوم در انسان بر اساس سیستم اول به عنوان یک سیستم سیگنال های گفتاری (تلفظ، شنیداری، قابل مشاهده) شکل گرفت. کلمات شامل تعمیم سیگنال های اولین سیستم سیگنال هستند. روند تعمیم یک کلمه در جریان تشکیل رفلکس های شرطی توسعه می یابد. بازتاب و انتزاع تعمیم یافته فقط در فرآیند ارتباط شکل می گیرد، یعنی. توسط عوامل بیولوژیکی و اجتماعی تعیین می شود.

گیرنده - (از lat. recipere - دریافت)، تشکیلات عصبی که تأثیرات شیمیایی و فیزیکی از محیط خارجی یا داخلی بدن را به تکانه های عصبی تبدیل می کند. بخش تخصصی محیطی آنالایزر که از طریق آن فقط نوع خاصی از انرژی به فرآیند تحریک عصبی تبدیل می شود. گیرنده ها به طور گسترده ای در درجه پیچیدگی ساختاری و در سطح سازگاری با عملکرد خود متفاوت هستند. بسته به انرژی تحریک مربوطه، گیرنده ها به گیرنده های مکانیکی و گیرنده های شیمیایی تقسیم می شوند. گیرنده های مکانیکی در گوش، دستگاه دهلیزی، ماهیچه ها، مفاصل، پوست و اندام های داخلی یافت می شوند. گیرنده های شیمیایی در خدمت حس بویایی و چشایی هستند: بسیاری از آنها در مغز قرار دارند و به تغییرات در ترکیب شیمیایی محیط مایع بدن پاسخ می دهند. گیرنده های بینایی نیز اساساً گیرنده های شیمیایی هستند. بسته به موقعیت بدن و عملکرد انجام شده، گیرنده ها به گیرنده های خارجی، گیرنده های درونی و گیرنده های عمقی تقسیم می شوند. گیرنده های بیرونی شامل گیرنده های دوردستی هستند که اطلاعات را در فاصله ای از منبع تحریک دریافت می کنند (بویایی، شنوایی، بینایی، چشایی). گیرنده های درونی در مورد محرک های محیط داخلی و گیرنده های عمقی - در مورد وضعیت سیستم حرکتی بدن سیگنال می دهند. گیرنده های منفرد از نظر تشریحی به یکدیگر مرتبط هستند و میدان های پذیرنده ای را تشکیل می دهند که قادر به همپوشانی هستند.

3. گیرنده

از لات. Receptum - پذیرفتن

گیرنده - یک پایانه عصبی حساس یا یک سلول تخصصی که تحریک درک شده را به تکانه های عصبی تبدیل می کند.

همه گیرنده ها با وجود بخش خاصی از غشاء حاوی پروتئین گیرنده مشخص می شوند که فرآیندهای دریافت را تعیین می کند. بسته به طبقه بندی انتخاب شده، گیرنده ها به موارد زیر تقسیم می شوند:

در مورد اولیه و ثانویه؛

در عکس، فونو، ترمو، الکترو و بارو.

در بیرونی و درونی؛

در مکانیک، عکس و شیمی درمانی؛

بر روی گیرنده های درد، گرما، سرما، لمس و غیره؛

در تک و چند ظرفیتی؛

شنوایی، بینایی، بویایی، لمسی و چشایی؛

برای تماس و از راه دور؛

روی فازیک، تونیک و فاز تونیک.

انواع گیرنده ها سازگاری مکانیسم های گیرنده

سازگاری مکانیسم های گیرنده - فرآیند کاهش (کاهش) فعالیت گیرنده ها به عنوان یک محرک با ویژگی های فیزیکی ثابت عمل می کند.

ماهیت سازگاری مکانیسم های گیرنده به موارد زیر بستگی دارد:

از ویژگی های دستگاه کمکی؛

از ویژگی های ساختارهای درک گیرنده؛

از خواص عناصر احیا کننده انتهای عصبی؛

برای گیرنده های حسی ثانویه: از ویژگی های تماس سیناپسی بین سلول گیرنده و انتهای نورون حسی.

گیرنده درد

گیرنده درد؛ گیرنده درد

گیرنده درد گیرنده ای است که برای ایجاد درد تحریک می شود.

گیرنده های دهلیزی

گیرنده های شتاب دهنده

گیرنده های دهلیزی - گیرنده هایی که تغییرات در سرعت و جهت حرکت بدن در فضا را درک می کنند. در انسان، گیرنده های دهلیزی توسط سلول های مویی هزارتوی غشایی گوش داخلی نشان داده می شوند.

جوانه های چشایی

گیرنده های چشایی - گیرنده های شیمیایی که تحریک آنها باعث ایجاد حس چشایی می شود.

جوانه های چشایی:

موضعی در غشای مخاطی حفره دهان؛

آنها به چهار نوع ماده واکنش نشان می دهند: ترش، شور، تلخ و شیرین.

گیرنده حسی ثانویه

گیرنده غیر آزاد

گیرنده حسگر ثانویه - گیرنده ای است که یک سلول تخصصی است که تحریک آن به انتهای نورون آوران مربوطه منتقل می شود.

گیرنده های گلوکور

گیرنده های گلوکور گیرنده های حساس به تغییرات در غلظت گلوکز در خون هستند.

گیرنده دور

گیرنده از راه دور

گیرنده دور - گیرنده ای که محرک هایی را درک می کند که منبع آن در فاصله ای از بدن قرار دارد.

سل های بینایی

تپه های بصری بخشی از دیانسفالون هستند. مراکز اصلی حساسیت زیر قشری تکانه ها از تمام گیرنده های بدن در طول مسیرهای صعودی به غده های بینایی و از اینجا به قشر مغز وارد می شوند.

گیرنده بین گیرنده

بین گیرنده؛ گیرنده احشایی؛ گیرنده داخلی

از lat.Interior - داخلی + Capio - take

گیرنده های بین گیرنده:

واقع در اندام های داخلی، بافت ها یا عروق؛ و

درک تغییرات مکانیکی، شیمیایی و سایر تغییرات در محیط داخلی بدن.

گیرنده پوست

گیرنده پوست - گیرنده ای است که در پوست قرار دارد و احساس تحریک مکانیکی، دما و درد را فراهم می کند.

گیرنده مکانیکی

گیرنده مکانیکی - یک انتهای عصبی حساس که تأثیرات مکانیکی را درک می کند: فشار، شتاب و غیره.

گیرنده تک وجهی

گیرنده تک ظرفیتی

گیرنده تک وجهی - گیرنده ای که فقط یک نوع تحریک را درک می کند.

گیرنده های بویایی

گیرنده های بویایی - گیرنده های شیمیایی غشای مخاطی قسمت های بالایی حفره بینی که تحریک آنها باعث حس بویایی می شود.

گیرنده حسی اولیه

گیرنده حسی اولیه - گیرنده ای که یک انتهای عصبی حساس است.

گیرنده چند وجهی

گیرنده چند ظرفیتی

گیرنده چند وجهی - گیرنده ای که چندین نوع محرک را درک می کند.

گیرنده های بافتی

گیرنده‌های بافتی - گیرنده‌هایی که در اندام‌ها و بافت‌های خارج از مناطق بازتاب‌زای تخصصی قرار دارند.

گیرنده تونیک

گیرنده تونیک - یک گیرنده حرارتی، میله شبکیه یا دیگر گیرنده های آهسته تطبیقی ​​که به روشی کم و بیش ثابت به بزرگی مطلق محرک پاسخ می دهد.

گیرنده های شیمیایی

گیرنده های شیمیایی؛ گیرنده های شیمیایی

گیرنده‌های شیمیایی سلول‌های حساس یا ساختارهای سلولی هستند که بدن حیوانات و انسان‌ها از طریق آن‌ها محرک‌های شیمیایی از جمله تغییرات متابولیسم را درک می‌کنند. تأثیر مواد شیمیایی بر گیرنده های شیمیایی منجر به ظهور پتانسیل های بیوالکتریک در گیرنده های شیمیایی می شود.

گیرنده بیرونی

گیرنده بیرونی؛ گیرنده خارجی

از لات Exter - lat + Recipere - take

گیرنده خارجی - گیرنده ای است که روی سطح بدن قرار دارد و تحریکات ناشی از محیط خارجی را درک می کند. به طور معمول، گیرنده های بیرونی تشکیلات اپیتلیال عصبی تخصصی هستند.

گیرنده اندام کار بخش محیطی نورون حساس است. بدن نورون در گانگلیون بین مهره ای قرار دارد. فرآیند محیطی گانگلیون شبه تک قطبی در بافت ها با یک گیرنده ختم می شود، در حالی که فرآیند مرکزی وارد نخاع می شود و در تشکیل مسیرهای حسی مختلف شرکت می کند.

رشته های عصبی حسی به شاخه هایی تقسیم می شوند که به قسمت های مختلف یک بافت یا چندین بافت مختلف فرستاده می شوند. پایانه های عصبی - گیرنده ها - می توانند مستقیماً بر روی ساختارهای کاری بافت های اطراف قرار گیرند، در چنین مواردی آنها را آزاد می نامند. برخی دیگر در مجاورت سطح سلول های کمکی خاص هستند و انتهای غیر آزاد را تشکیل می دهند. انتهای غیر آزاد را می توان در یک کپسول کم و بیش پیچیده متشکل از سلول های کمکی (گیرنده های محصور شده) محصور کرد. به گفته بافت شناسان، سلول های کمکی عملکرد بافت حمایتی را انجام می دهند و در فرآیند تحریک شرکت می کنند.

از نقطه نظر تخصص عملکردی، مرسوم است که گیرنده های بیرونی، پروپریو و بین گیرنده را تشخیص دهیم. گیرنده های بیرونی، همانطور که از نام آن پیداست، بر روی بافت های پوششی فرد قرار دارند و بیشتر با انتهای آزاد نشان داده می شوند. برخی از رشته های عصبی به شدت منشعب می شوند و بوته هایی را تشکیل می دهند که شاخه های آنها به شبکه های فیبریلار یا ضخیم شدن در بین سلول های اپیتلیال ختم می شود، در حالی که برخی دیگر بدون انشعاب به سطح آزاد اپیتلیوم می روند و حتی روی سطح آن بیرون می آیند. بخش های انتهایی این گیرنده ها همراه با سلول های اپیتلیال لایه بردار می میرند و از بین می روند که با افزایش فعالیت بازسازی گیرنده های این ساختار بیان می شود. از گیرنده های تخصصی بافت های پوششی باید به انتهای غیر آزاد موجود در اندام های چشایی (جوانه های چشایی، پیازها و ...)، بدن های لمسی مرکل، پیازهای بویایی و ... اشاره کرد. قسمت هایی از بدن (تیغه بینی) .

گیرنده های عمیق تری در ماهیچه ها، فاسیا، رباط ها، پریوستئوم، عروق و اعصاب قرار دارند.

گیرنده بافت عضلانی مخطط تشکیل تخصصی دوک عصبی عضلانی است. بخشی از یک یا دو یا سه تار عضلانی به طول چند میلی متر است که با شاخه های یک رشته عصبی حساس بافته شده است که نوعی کلاچ در اطراف رشته های عضلانی ایجاد می کند. این گیرنده ها آزاد هستند و به کشش بافت عضلانی واکنش نشان می دهند.

گیرنده های میوکارد توسط دوک های عضلانی ذکر شده و پایانه های عصبی "بالا رفتن" نشان داده می شوند که به صفحات فیبریلار گسترده ختم می شوند.

در ماهیچه های صاف اندام های داخلی مختلف، فقط گیرنده های بوته ای با اشکال مختلف یافت شد.

بافت همبند و گیرنده های عروقی متنوع ترین هستند. در میان آنها، انتهای آزاد، غیر آزاد و محصور شده متمایز می شوند. بیشتر از دیگران، انواع گیرنده های بوته ای یا درخت مانند با درجات مختلف پیچیدگی در بافت همبند شناسایی می شوند. شکل مشخصی از گیرنده های بافت همبند، پایانه های عصبی به شکل "گلومرول" هستند. شل ترین "توپ ها" با الیاف بافت همبند نفوذ می کنند و گیرنده های کششی هستند، در حالی که بقیه نسبتاً از بافت های اطراف جدا هستند و به عنوان گیرنده های فشار عمل می کنند. همچنین پایانه های عصبی پیچیده تری به شکل اجسام Vater-Pacchini، فلاسک های Krause، Golgi-Mazzoni، Meissner وجود دارد. ثابت شده است که اجسام Vater-Pacchini گیرنده فشار مکانیکی، فلاسک Krause برای دما، Golgi-Mazzoni برای فشار و کشش، و Meissner برای محرک های لمسی هستند.

گیرنده های عروقی تنوع کمتری ندارند. عروق در تمام طول مسیر از قلب تا مویرگ های درون ارگانیک دارای عصب بسیار حساس هستند. شکل اصلی گیرنده ها انتهای بوته ای هستند که می توانند آزاد و غیرآزاد باشند. آنها وضعیت کشش دیواره عروقی، میزان فشار خون در عروق، ترکیب شیمیایی خون را ثبت می کنند. یکی از ویژگی های گیرنده های عروق داخل ارگانیک این است که آنها با شاخه های خود ناحیه بافت اطراف (گیرنده های بافت عروقی) را می پوشانند. گیرنده های عروق لنفاوی به میزان کمتری مورد مطالعه قرار گرفته اند، آنها توسط گیرنده های بافت همبند معمولی نشان داده شده اند.

گیرنده های سیستم عصبی محیطی و گانگلیون های اتونوم از نظر شکل متنوع هستند و عملکردهای یک دریافت عمومی را انجام می دهند.

تکانه عصبی تولید شده در گیرنده های پتانسیل عمل فیبر حسی به اولین ایستگاه رله برای پردازش (درک) جریان آوران در سیستم عصبی مرکزی می رسد. طناب نخاعی (مدولا اسپینالیس) در بزرگسالان رشته ای به طول 41 تا 45 سانتی متر است که از جلو به عقب تا حدودی صاف شده است. دارای دو ضخیم شدن مربوط به ریشه های عصبی اندام فوقانی و تحتانی است. از بین این ضخیم شدن ها، کمری شایع تر است، اما گردن رحمی متمایزتر است که با مهارت های حرکتی پیچیده دست همراه است. از نظر عملکردی، باید تأکید کرد که سازماندهی مجتمع های حسی در سطح بخش های گردن رحم تابع این عملکرد اصلی است.

گیرنده ها (لات. گیرنده - پذیرنده، از recipio - می پذیرم، دریافت می کنم)، تشکیلات حساس ویژه ای که تحریکات را از محیط خارجی یا داخلی بدن درک و تبدیل می کنند و اطلاعات مربوط به عامل فعال را به سیستم عصبی یعنی گیرنده منتقل می کنند. با تنوع در جنبه های ساختاری و عملکردی مشخص می شود. آنها را می توان با انتهای آزاد رشته های عصبی، انتهای پوشیده شده با یک کپسول خاص، و همچنین سلول های تخصصی در تشکیلات پیچیده سازمان یافته، مانند شبکیه چشم، اندام کورتی و غیره که از گیرنده های زیادی تشکیل شده است، نشان داد.



گیرنده(از کلمه لاتین - دریافت) در زیست شناسی دو معنی دارد. در مفهوم اول، گیرنده‌ها پایانه‌های عصبی حساس یا سلول‌های تخصصی نامیده می‌شوند که تحریکات را از محیط خارجی یا داخلی درک کرده و آنها را به تحریک عصبی تبدیل می‌کنند که به شکل جریانی از تکانه‌های عصبی به سیستم عصبی مرکزی بدن منتقل می‌شود.

گیرنده های اولیه، که پایانه های عصبی ساده فرآیندهای سلول های عصبی مرکزگرا - نورون ها، و گیرنده های ثانویه هستند که دارای سلول های تخصصی برای درک یک تحریک خاص هستند. گیرنده های اولیه شامل پایانه های عصبی در پوست هستند که محرک های لمسی و درد را درک می کنند و گیرنده های ثانویه شامل سلول های بویایی حفره بینی، مخروط ها و میله های شبکیه هستند که نور را درک می کنند. میله ها سلول های اپیتلیال اصلاح شده حاوی موادی هستند که می توانند تحت تأثیر نور متلاشی شوند. محصولات پوسیدگی حاصل باعث تغییراتی در فعالیت این سلول ها می شود که توسط نورون های شبکیه ثبت و پردازش می شوند. بسته به درجه تحریک مخروط ها و میله ها، نورون ها جریان تکانه های عصبی ارسالی به مغز را افزایش یا کاهش می دهند. سایر گیرنده های ثانویه که ارتعاشات صدا، فشار روی پوست و موقعیت بدن در فضا را درک می کنند، بر اساس اصل مشابهی کار می کنند.

گیرنده های خارجی (گیرنده های بیرونی) وجود دارند که محرک های خارجی را درک می کنند: دما، لمس، نور، صداها، طعم، بو و غیره. گیرنده های درونی (گیرنده های درونی) که وضعیت محیط داخلی بدن را ثبت می کنند: ترکیب شیمیایی خون، فشار آن بر دیواره های رگ، کار اندام های داخلی. گیرنده های عمقی (گیرنده های عمقی) که کشش تاندون، تغییرات طول رشته های عضلانی، دستگاه رباط را درک می کنند. گیرنده هایی که تأثیرات مکانیکی را درک می کنند، گیرنده های مکانیکی، تحریکات شیمیایی را گیرنده های شیمیایی، و فشار را گیرنده های باروری نامیده می شوند.

در معنای دوم این اصطلاح، گیرنده هایی به بخش هایی از غشای سلول گفته می شود که به مواد خاصی حساس هستند و اطلاعات مربوط به چنین سیگنالی را به سلول منتقل می کنند. در واقع، گیرنده های غشایی مولکول های پروتئینی خاصی هستند که قادر به شناسایی مولکول های ترکیبات خاص - پروتئین ها، پپتیدها، هورمون های با وزن مولکولی کم، فاکتورهای رشد و سایر مواد هستند. در بیشتر موارد، اتصال گیرنده با مولکول سیگنال، آنزیم خاصی را فعال می کند. گیرنده ها به گونه ای چیده شده اند که مولکول هایی که آنها تشخیص می دهند یا قسمت هایی از این مولکول ها می توانند مانند کلیدی در سوراخ کلید وارد گیرنده ها شوند. در همان زمان، وضعیت و فعالیت سلول تغییر می کند. به عنوان مثال، گیرنده های فیبر عضلانی که فعالیت قلبی خودکار را فراهم می کنند به هورمون ها - آدرنالین و استیل کولین حساس هستند. هورمون اول فعالیت قلب را افزایش می دهد و دومی آن را کند می کند.

گیرنده های غشایی همچنین در محل اتصال دو سلول عصبی - سیناپس ها عمل می کنند. انتهای عصبی یک سلول ماده خاصی را آزاد می کند - یک واسطه (به عنوان مثال، استیل کولین). گیرنده های روی سطح سلول دیگر این سیگنال را درک کرده و سلول دوم را تحریک می کنند.

گیرنده های پوستی مسئول توانایی ما برای احساس لمس، گرما، سرما و درد هستند. گیرنده ها پایانه های عصبی اصلاح شده ای هستند که می توانند ساختارهای پیچیده غیر تخصصی آزاد یا محصور شده باشند که مسئول نوع خاصی از حساسیت هستند. گیرنده ها نقش سیگنال دهی را ایفا می کنند، بنابراین برای تعامل موثر و ایمن فرد با محیط خارجی ضروری هستند.

انواع اصلی گیرنده های پوست و عملکرد آنها

همه انواع گیرنده ها را می توان به سه گروه تقسیم کرد. اولین گروه از گیرنده ها مسئول حساسیت لمسی هستند. اینها شامل اجساد پاچینی، میسنر، مرکل و روفینی است. گروه دوم هستند
گیرنده های حرارتی: فلاسک های کراوز و پایانه های عصبی آزاد. گروه سوم شامل گیرنده های درد است.

کف دست و انگشتان به ارتعاش حساس تر هستند: به دلیل تعداد زیادی گیرنده های Pacini در این نواحی.

همه انواع گیرنده ها بسته به عملکردی که انجام می دهند، از نظر پهنای حساسیت دارای مناطق مختلفی هستند.

گیرنده های پوستی:
. گیرنده های پوست مسئول حساسیت لمسی؛
. گیرنده های پوستی که به تغییرات دما پاسخ می دهند.
. گیرنده های درد: گیرنده های پوستی مسئول حساسیت درد.

گیرنده های پوستی که مسئول حساسیت لمس هستند

چندین نوع گیرنده مسئول احساسات لامسه هستند:
. سلول‌های پاکینین گیرنده‌هایی هستند که به سرعت با تغییرات فشار سازگار می‌شوند و میدان‌های دریافتی وسیعی دارند. این گیرنده ها در چربی زیر جلدی قرار دارند و مسئول حساسیت شدید هستند.
. بدن مایسنر در درم قرار دارد و میدان های دریافت باریکی دارد که درک آنها از حساسیت ظریف را تعیین می کند.
. اجسام مرکل - به آرامی سازگار می شوند و میدان های گیرنده باریکی دارند و بنابراین وظیفه اصلی آنها درک ساختار سطح است.
. بدن Ruffini مسئول احساس فشار ثابت است و عمدتا در ناحیه کف پا قرار دارد.

همچنین گیرنده های واقع در داخل فولیکول مو به طور جداگانه ایزوله شده اند که نشان دهنده انحراف مو از موقعیت اصلی خود هستند.

گیرنده های پوستی که به تغییرات دما پاسخ می دهند

بر اساس برخی نظریه ها، انواع مختلفی از گیرنده ها برای درک گرما و سرما وجود دارد. فلاسک های کراوز مسئول درک سرما هستند و پایانه های عصبی آزاد مسئول درک گرما هستند. سایر تئوری های دریافت گرما ادعا می کنند که این پایانه های عصبی آزاد هستند که برای حس دما طراحی شده اند. در این مورد، محرک های حرارتی توسط رشته های عصبی عمیق، در حالی که محرک های سرد توسط محرک های سطحی تجزیه و تحلیل می شوند. گیرنده های حساسیت دما بین خود یک "موزاییک" متشکل از نقاط سرما و گرما را تشکیل می دهند.

گیرنده های درد: گیرنده های پوستی که مسئول حساسیت درد هستند

در این مرحله نظر نهایی در مورد وجود یا عدم وجود گیرنده های درد وجود ندارد. برخی از تئوری ها بر این واقعیت استوار است که پایانه های عصبی آزاد، که در پوست قرار دارند، مسئول درک درد هستند.

تحریک طولانی و قوی درد، ظهور جریانی از تکانه های خروجی را تحریک می کند و بنابراین، سازگاری با درد کند می شود.

تئوری های دیگر وجود گیرنده های درد جداگانه را رد می کنند. فرض بر این است که گیرنده های لمسی و دما دارای آستانه خاصی از تحریک هستند که بالاتر از آن درد رخ می دهد.

گیرنده ها تشکیلات عصبی خاصی هستند که انتهای رشته های عصبی حساس (آوران) هستند که می توانند با عمل یک محرک تحریک شوند. گیرنده هایی که محرک های محیط خارجی را درک می کنند، گیرنده های بیرونی نامیده می شوند. درک تحریکات از محیط داخلی بدن - گیرنده های بین. گروهی از گیرنده‌های واقع در ماهیچه‌های اسکلتی و تاندون‌ها و تون ماهیچه‌ای سیگنال‌دهنده متمایز می‌شوند - گیرنده‌های عمقی.
بسته به ماهیت محرک، گیرنده ها به چند گروه تقسیم می شوند.
1. گیرنده های مکانیکی، که شامل گیرنده های لمسی است. گیرنده های باروری که در دیواره رگ های خونی قرار دارند و به تغییرات فشار خون پاسخ می دهند. گیرنده های صوتی که به ارتعاشات هوای ایجاد شده توسط یک محرک صوتی پاسخ می دهند. گیرنده های دستگاه اتولیتیک، با درک تغییرات در موقعیت بدن در فضا.
2. گیرنده های شیمیایی که هنگام قرار گرفتن در معرض هر گونه مواد شیمیایی واکنش نشان می دهند. اینها شامل گیرنده های اسمزی و گلوکورسپتورها هستند که به ترتیب تغییرات فشار اسمزی و سطح قند خون را درک می کنند. گیرنده های طعم و بویایی که وجود مواد شیمیایی را در محیط حس می کنند.
3. گیرنده های حرارتی که تغییرات دما را هم در داخل بدن و هم در محیط اطراف بدن درک می کنند.
4. گیرنده های نوری واقع در شبکیه چشم، محرک های نور را درک می کنند.
5. گیرنده های درد در یک گروه خاص برجسته می شوند. آنها می توانند توسط محرک های مکانیکی، شیمیایی و حرارتی با چنان قدرتی تحریک شوند که تأثیر مخرب آنها بر بافت ها یا اندام ها ممکن باشد.
از نظر مورفولوژیکی، گیرنده ها می توانند به شکل انتهای عصب آزاد ساده باشند یا به شکل مو، مارپیچ، صفحه، واشر، توپ، مخروط، میله باشند. ساختار گیرنده‌ها ارتباط نزدیکی با ویژگی محرک‌های کافی دارد که گیرنده‌ها حساسیت مطلق بالایی به آن‌ها دارند. فقط 10-5 کوانت نور برای تحریک گیرنده های نور کافی است و یک مولکول از یک ماده بدبو برای تحریک گیرنده های بویایی کافی است. با قرار گرفتن طولانی مدت در معرض یک محرک، سازگاری گیرنده ها رخ می دهد، که در کاهش حساسیت آنها به یک محرک کافی آشکار می شود. گیرنده های سریع تطبیق پذیر (لمسی، بارورسپتورها) و به آهستگی (گیرنده های شیمیایی، گیرنده های صوتی) وجود دارند. گیرنده های دهلیزی و گیرنده های عمقی، در مقابل، سازگار نیستند. در گیرنده ها، تحت تأثیر یک محرک خارجی، دپلاریزاسیون غشای سطحی آن رخ می دهد که به عنوان گیرنده یا پتانسیل مولد تعیین می شود. پس از رسیدن به یک مقدار بحرانی، باعث تخلیه تکانه های تحریکی آوران در فیبر عصبی منتهی شده از گیرنده می شود. اطلاعات دریافت شده توسط گیرنده ها از محیط داخلی و خارجی بدن در طول مسیرهای عصبی آوران به سیستم عصبی مرکزی منتقل می شود و در آنجا تجزیه و تحلیل می شود (به تجزیه و تحلیل مراجعه کنید).