Receptor senzorial
Receptorii sunt organite de dimensiuni microscopice formate din terminații ale celulelor nervoase , cu structură anatomică diferită, în funcție de rolul pe care trebuie să îl joace fiecare tip de receptor. Receptorii senzoriali pot da naștere la 4 tipuri de senzații: cald, rece, variație de compresie și durere. Receptorii termici sunt, de asemenea, capabili să surprindă diferitele condiții climatice de mediu.
Funcții
Receptorii senzoriali îndeplinesc trei funcții importante:
- absorb cantități mici de energie ( stimul )
- convertiți energia stimulului într-un impuls electric ( transducție )
- produc un potențial receptor care depolarizează membrana celulară , stimulând neuronul să transmită impulsul ( potențial de acțiune ) sau potențialul receptor hiperpolarizează membrana celulară, scăzând capacitatea neuronului de a genera un potențial de acțiune. Potențialele de acțiune transmit informațiile primite Sistemului nervos central (SNC). Prin urmare, potențialele receptorilor nu determină în mod direct un potențial de acțiune, ci variază potențialul membranei între interiorul și exteriorul celulei prin deschiderea sau închiderea canalelor ionice.
Mulți receptori senzoriali tind să ridice pragul potențial de acțiune pentru câteva minute după stimularea inițială, rezultând o scădere progresivă a răspunsului la stimulare continuă ( adaptare senzorială ). Acest fenomen apare în timpul unui stimul prelungit, atunci când receptorul produce un potențial receptor mai mic decât alți stimuli care vor fi primiți mai târziu sau când apar modificări la nivel sinaptic de-a lungul căii neuronale activate de receptor.
Clasificare
În funcție de natura stimulului , receptorii senzoriali sunt clasificați în:
- Baroreceptori : răspund la schimbări de presiune
- Chimioceptori : răspund la stimulii chimici
- Higroreceptorii : răspund la schimbările de umiditate
- Nociceptori : răspund la durere
- Fotoreceptorii : răspund la stimulii luminii
- Mecanoreceptori : răspund la modificări mecanice
- Termoreceptori : răspund la schimbările de temperatură
- Osmoreceptori : răspund la osmolaritate , deci la sete
- Proprioceptori : răspund la propriocepție
- Electroceptori : răspund la schimbările din câmpul electric al organismelor vii
Corpuscul Krause
Corpuscul Pacini
Papila tactilă a mâinii
Receptorul Ruffini
Organul Golgi
Mecanoreceptorii
Mecanoreceptorii sunt stimulați de modificarea formei lor datorită unei forțe care i-a comprimat sau întins. Ele oferă informații cu privire la forma, textura și relațiile topografice ale obiectelor înconjurătoare. Prin transformarea energiei mecanice în impuls electric, mecanoreceptorii permit de exemplu. a auzi, a sta sau a echilibra. Unii mecanoreceptori permit organismului să-și mențină poziția în spațiu în raport cu forța gravitațională. De asemenea, mecanoreceptorii oferă informații cu privire la starea organelor interne, avertizând de exemplu. prezența alimentelor în stomac.
Receptorii tactili , la multe animale, se găsesc la baza firelor de păr tactile care simt poziția spațială a corpului față de forța de greutate. Când un păr este tras, se generează un potențial receptor. În derm , discurile lui Merkel și corpusculii lui Ruffini se adaptează încet, permițându-i să simți contactul continuu al unui obiect cu pielea. Corpusculul Pacini percepe în schimb vibrațiile care mișcă țesuturile. În cele din urmă, nociceptorii constau în terminații nervoase libere. Cele mecanice răspund la stimuli tactili puternici, cele termice răspund la temperaturi extreme. Acestea transmit semnale prin intermediul neuronilor senzoriali care eliberează substanța glutamat îmbunătățit P către interneuronii măduvei spinării care transmit mesajul către partea opusă a măduvei spinării și apoi către talamus. Apoi, impulsurile sunt trimise către lobii parietali și zonele sistemului limbic, unde sunt prelucrate aspectele emoționale ale durerii. Când semnalul ajunge la creier, cineva este conștient și evaluează situația.
Un alt tip de mecanoreceptor sunt proprioceptorii , care ajută la coordonarea mișcării musculare. Acestea răspund continuu la tensiune și mișcare, pentru a percepe poziția spațială a membrelor, informații esențiale pentru orice formă de locomoție și pentru orice fel de mișcare coordonată și complexă. Vertebratele au trei forme diferite de proprioceptori:
- fusuri musculare , care identifică mișcarea musculară;
- Organele tendonului Golgi , care identifică întinderea mușchilor și tendoanelor care leagă mușchii de oase;
- receptorii articulari , care identifică mișcarea ligamentelor.
Impulsurile derivate din proprioceptori asigură contracții coordonate ale diferiților mușchi implicați într-o singură mișcare. Informațiile privind poziția noastră vin tot timpul. În special, fusurile musculare ale mamiferelor ajută la menținerea tonusului muscular. Acestea constau dintr-un pachet de fibre musculare specializate, în centrul cărora se află o regiune înconjurată de terminații nervoase senzoriale.
Multe nevertebrate posedă statociste , receptori gravitaționali, caracterizați prin invaginație epidermică, inclusiv celule receptoare. Animalul știe ce celule receptoare sunt stimulate și este capabil să intensifice regiunea orientată în jos a corpului pentru a-și corecta poziția.
Alți mecanoreceptori sunt celulele de păr care percep mișcarea. Suprafața lor are o kinocilă lungă și numeroși stereocili , a căror stimulare mecanică determină modificări de tensiune.
Organele de linie laterală ale peștilor și amfibienilor acvatici oferă sprijin vizual prin simțirea vibrațiilor în apă. Semnalează obstacole pe drum și obiecte în mișcare. Acestea constau dintr-un canal care parcurge toată lungimea corpului. Celulele receptoare pot răspunde la mișcarea undei, curenții și interferențele care apar în apă, care mișcă cupola gelatinoasă secretată chiar de celulele receptoare, îndoind cilii și dovedind o schimbare a potențialului în membrana celulei de păr, determinând astfel eliberarea unui neurotransmițător.
Un alt mecanoreceptor este aparatul vestibular , care este responsabil pentru menținerea echilibrului. Când ne gândim la ureche, ne gândim la auz. În schimb, funcția sa principală este menținerea echilibrului corporal. Deși multe vertebrate nu au ureche externă și medie, toate vertebratele au o ureche internă, formată dintr-un grup complicat de saci și canale care alcătuiesc așa-numitul labirint , alcătuit din țesutul membranos care acoperă osul. Labirintul membranos este format din două camere în formă de sac ( sacul și utricul ) și trei canale semicirculare. Fără aceste organe, echilibrul nu ar fi posibil. Un porumbel fără aparat vestibular nu poate zbura.
În cele din urmă, receptorii auditivi prezenți în multe artropode și în majoritatea vertebratelor, deși pentru multe dintre aceste organisme sunetul nu pare a fi de o mare importanță. Acestea conțin celule de păr mecanoreceptive.
Chimioceptori
Acestea vă permit să detectați substanțe chimice pentru a găsi hrană și indivizi cu care să vă împerecheați, precum și pentru a evita prădătorii. Chimiorecepția este, de asemenea, o metodă importantă de comunicare intraspecifică pentru schimbul de informații despre potențiali prieteni și pericole.
Gustul percepe materialele dizolvate în apă prin papilele gustative care recunosc diferitele molecule care caracterizează alimentele care sunt adesea dulci cu o valoare calorică ridicată. Fiecare dintre ele arată ca o capsulă epitelială ovală care conține aproximativ 100 de receptori. Membrana plasmatică de la capătul apical al fiecărui receptor gustativ are microvili care se extind pe suprafața limbii. Receptorii pentru gust recunosc substanțele dizolvate în salivă. Când percep zaharuri, se activează un proces de transducție a semnalului care implică proteina G, care are funcția de a crește activitatea adenilat ciclazei împreună cu nivelurile de AMPc, activând proteina kinază. Sunt recunoscute cinci arome de bază: dulce , amar, sărat, acru și umami .
Simțul mirosului percepe substanțe gazoase care ajung la receptori olfactivi prin aer. Mirosul este o componentă a gustului, deoarece mirosurile trec cu ușurință din gură în cavitatea nazală prin nările interne. De fapt, când sunt răcite, mâncarea pare să nu aibă gust. Un chemoceptor cheie este epiteliul olfactiv . Majoritatea nevertebratelor depind de miros. Mirosurile sunt percepute la nivelul epiteliului nazal. La om, epiteliul olfactiv se găsește în cavitatea nazală. Conține aproximativ 100 de milioane de celule olfactive specializate.
Fotoreceptorii
Majoritatea animalelor au fotoreceptori capabili să folosească pigmenți pentru a absorbi energia luminii. Un exemplu îl reprezintă petele oculare ale nevertebratelor, cum ar fi cnidari și viermi plati, care răspund la stimularea luminii, dar nu formează imagini. Ele apar ca grupuri mici de celule fotosensibile în formă de castron plasate în epidermă. Ei pot localiza sursa sursei de lumină și distinge intensitatea acesteia.
Formarea reală a imaginii necesită un ochi complex cu un obiectiv, o structură care focalizează lumina pe un grup de fotoceptori. Viziunea necesită, de asemenea, un creier capabil să interpreteze potențialele de acțiune generate de fotoceptori. De fapt, trebuie să integreze diverse informații, cum ar fi mișcarea, luminozitatea, poziția și forma stimulului vizual. Ochii compuși, găsiți la crustacee și insecte, sunt diferiți structural și funcțional de ochii vertebratelor. Suprafața unui ochi compus apare fațetată. Fiecare față reprezintă corneea convexă a unei singure unități vizuale, numită „ommatidium”. Numărul de omatidii variază în funcție de specie: ochii crustaceelor au 20 de omatidii.
Partea optică a fiecărui omatidiu cuprinde o lentilă biconvexă și un con cristalin care concentrează lumina asupra celulelor fotoconductive care au o membrană fotosensibilă furnizată cu microvili care conțin rodopsină . Ochii compuși nu disting bine formele. Deși sistemul optic al fiecărui omatidiu este capabil să focalizeze o mică imagine inversată, dovezi slabe sugerează că creierul o poate percepe. Setul de imagini formează o imagine compusă, ca un fel de mozaic . Fiecare omatidiu, atunci când percepe luminozitatea punctuală a unui sector bine definit în întregul câmp vizual, percepe de fapt intensitatea luminoasă medie a acestui sector.
Ochii vertebratelor, pe de altă parte, formează imagini clare. Poziția în capul primatelor și a anumitor păsări permite ambilor ochi să se concentreze asupra unui obiect. Coincidența informațiilor pe care le primesc determină aceleași informații vizuale transmise celor două retine, ca un fel de viziune binoculară , un factor important în calcularea distanței și adâncimii obiectelor din mediul înconjurător.
Ochiul vertebrat poate fi comparat cu un aparat de fotografiat. Un obiectiv reglabil capabil să se concentreze asupra obiectelor la diferite distanțe, irisul care reglează cantitatea de lumină care poate fi pătrunsă în pupilă fără a o deteriora, retina (filmul fotosensibil al unei camere) pe exteriorul căruia este bogat stratul coroidic în vasele de sânge care îl alimentează. La nivelul marginii sale anterioare, stratul coroidian se proiectează în globul ocular formând corpul ciliar , caracterizat prin procese și mușchi. Acoperirea exterioară a globului ocular protejează structurile interne și ajută la menținerea rigidității acestora. Pe suprafața frontală a ochiului devine mai subțire și se numește cornee , prin care lumina pătrunde ca într-o lentilă fixă. Umorul apos și umorul vitros mențin forma globului ocular, oferind presiune lichidă.
Ne concentrăm pe un obiect cu o cameră, schimbând distanța dintre lentile și obiect. Ochiul are o putere corectivă, adică capacitatea de a schimba focalizarea pentru vederea la distanță scurtă sau lungă, variind curbura lentilei, operație efectuată de mușchiul ciliar . Pentru a vă concentra asupra obiectelor din apropiere, se contractă, iar lentila elastică ia o formă rotundă. Pentru a vă concentra asupra obiectelor aflate la o distanță mai mare, mușchiul ciliar se relaxează, iar obiectivul capătă o formă turtită.
Cantitatea de lumină care intră în ochi este reglementată de iris, un inel muscular neted, care este albastru, verde, gri sau maro. Scade sau mărește dimensiunea pupilei. Fiecare ochi are 6 mușchi care se extind de la suprafața globului ocular până la diferite puncte din cavitatea osoasă. Permit mișcarea ochiului și îl orientează în diferite direcții. Retina se sprijină pe două treimi din globul ocular, acoperind stratul coroid. Conține celule receptoare numite conuri și tije . Intususcepția membranei lor plasmatice formează grămezi de discuri membranate, care conțin fotopigmenti care absorb lumina. Ochiul uman are aproximativ 125 de milioane de tije și 6,5 milioane de conuri. Lansetele funcționează în lumină slabă, permițându-ne să identificăm forme și mișcare. Conurile sunt mai responsabile pentru viziunea puternică decât slabă a luminii și permit percepția detaliilor. Permit distincția culorilor, deoarece sunt sensibile la diferite frecvențe de lumină.
