يقوم الجهاز العصبي البشري بعمليات تحليلية وتركيبية معقدة تضمن التكيف السريع للأعضاء والأنظمة مع التغيرات في البيئة الخارجية والداخلية. يحدث إدراك المحفزات من العالم الخارجي بسبب التركيب ، الذي يتضمن عمليات الخلايا العصبية الواردة التي تحتوي على الخلايا الدبقية قليلة التغصن ، أو الخلايا الليمفاوية. يقومون بتحويل المنبهات الخارجية أو الداخلية إلى ظاهرة كهربية حيوية تسمى الإثارة أو النبضات العصبية. تسمى هذه الهياكل بالمستقبلات. في هذه المقالة ، سوف ندرس بنية ووظائف مستقبلات الأنظمة الحسية البشرية المختلفة.
أنواع النهايات العصبية
في علم التشريح ، هناك عدة أنظمة لتصنيفها. تنقسم المستقبلات الأكثر شيوعًا إلى بسيطة (تتكون من خلايا عصبية واحدة) ومعقدة (مجموعة من الخلايا العصبية والخلايا الدبقية المساعدة كجزء من عضو حسي عالي التخصص). بناء على هيكل العمليات الحسية.وهي مقسمة إلى نهايات أولية وثانوية للخلايا العصبية المركزية. وتشمل هذه المستقبلات الجلدية المختلفة: مستقبلات الألم ، والمستقبلات الميكانيكية ، ومستقبلات الضغط ، والمستقبلات الحرارية ، وكذلك العمليات العصبية التي تعصب الأعضاء الداخلية. الثانوية هي مشتقات من الظهارة التي تخلق جهد فعل استجابة للتهيج (الذوق ، السمع ، مستقبلات التوازن). قضبان ومخاريط غشاء العين الحساس للضوء - الشبكية - تحتل موقعًا وسطيًا بين النهايات العصبية الحساسة الأولية والثانوية.
يعتمد نظام تصنيف آخر على اختلاف مثل نوع الحافز. إذا كان التهيج ناتجًا عن البيئة الخارجية ، فسيتم إدراكه من خلال المستقبلات الخارجية (على سبيل المثال ، الأصوات والروائح). ويتم تحليل التهيج الناتج عن عوامل البيئة الداخلية عن طريق المستقبلات البينية: الحشوية ، والمستقبلات البنائية ، وخلايا الشعر في الجهاز الدهليزي. وهكذا تتحدد وظائف مستقبلات الأنظمة الحسية من خلال تركيبها وموقعها في أعضاء الحس.
مفهوم المحللين
من أجل التفريق والتمييز بين الظروف البيئية والتكيف معها ، يمتلك الشخص هياكل تشريحية وفسيولوجية خاصة تسمى أجهزة التحليل ، أو الأنظمة الحسية. اقترح العالم الروسي I. P. Pavlov المخطط التالي لهيكلها. القسم الأول كان يسمى المحيطي (المستقبل). الثاني موصل والثالث مركزي او قشري
على سبيل المثال ، يتضمن النظام الحسي البصري حساسًاخلايا الشبكية - قضبان ومخاريط ، وعصبان بصريان ، بالإضافة إلى منطقة من القشرة الدماغية تقع في الجزء القذالي.
تتضمن بعض المحللات ، مثل تلك المرئية والسمعية التي سبق ذكرها ، مستوى ما قبل المستقبل - هياكل تشريحية معينة تعمل على تحسين إدراك المحفزات الكافية. بالنسبة للجهاز السمعي ، هذه هي الأذن الخارجية والوسطى ، بالنسبة للنظام البصري ، الجزء الذي ينكسر الضوء من العين ، بما في ذلك الصلبة ، والخلط المائي للغرفة الأمامية للعين ، والعدسة ، والجسم الزجاجي. سنركز على الجزء المحيطي للمحلل ونجيب على سؤال ما هي وظيفة المستقبلات المضمنة فيه.
كيف تستقبل الخلايا المنبهات
في أغشيتها (أو في العصارة الخلوية) توجد جزيئات خاصة تتكون من بروتينات ، بالإضافة إلى مجمعات معقدة - البروتينات السكرية. تحت تأثير العوامل البيئية ، تغير هذه المواد تكوينها المكاني ، والذي يعمل كإشارة للخلية نفسها وتجبرها على الاستجابة بشكل مناسب.
يمكن لبعض المواد الكيميائية ، التي تسمى الروابط ، أن تعمل على العمليات الحسية للخلية ، مما ينتج عنه تيارات أيونية عبر الغشاء فيها. تؤدي بروتينات بلاسمالما ذات الخصائص الاستقبالية ، جنبًا إلى جنب مع جزيئات الكربوهيدرات (أي المستقبلات) ، وظائف anten - فهي تدرك وتفرق الروابط.
قنوات متجانسة التباين
نوع آخر من المستقبلات الخلوية - قنوات متجانسة في الغشاء ، قادرة على الفتح أو الانسداد تحت تأثيرإشارات المواد الكيميائية ، مثل مستقبلات الكوليني H ، مستقبلات الفازوبريسين والأنسولين.
هياكل الاستشعار داخل الخلايا هي عوامل نسخ ترتبط بربيطة ثم تدخل النواة. تتشكل مركباتها مع الحمض النووي ، مما يعزز أو يمنع نسخ جين واحد أو أكثر. وبالتالي ، فإن الوظائف الرئيسية لمستقبلات الخلايا هي إدراك الإشارات البيئية وتنظيم تفاعلات التمثيل الغذائي للبلاستيك.
الأركان والأقماع: الهيكل والوظائف
تستجيب مستقبلات الشبكية لمنبهات الضوء - الفوتونات ، التي تسبب عملية الإثارة في النهايات العصبية. تحتوي على أصباغ خاصة: يودوبسين (مخاريط) ورودوبسين (قضبان). تتهيج العصي بضوء الشفق ولا تستطيع تمييز الألوان. المخاريط هي المسؤولة عن رؤية الألوان وتنقسم إلى ثلاثة أنواع ، كل منها يحتوي على صورة ضوئية منفصلة. وبالتالي ، فإن وظيفة مستقبل العين تعتمد على البروتينات الحساسة للضوء التي يحتوي عليها. القضبان مسؤولة عن الإدراك البصري في الإضاءة المنخفضة ، بينما المخاريط مسؤولة عن حدة البصر وإدراك الألوان.
الجلد عضو حاسة
النهايات العصبية للخلايا العصبية التي تدخل الأدمة تختلف في بنيتها وتتفاعل مع المحفزات البيئية المختلفة: درجة الحرارة والضغط وشكل السطح. وظائف مستقبلات الجلد هي إدراك وتحويل المنبهات إلى نبضات كهربائية (عملية الإثارة). تشمل مستقبلات الضغط أجسام Meissner الموجودة في الطبقة الوسطى من الجلد - الأدمة القادرة على النحافةتمييز المنبهات (عتبة حساسية منخفضة).
تنتمي أجسام باتشيني إلى مستقبلات الضغط. توجد في الدهون تحت الجلد. وظائف المستقبل - مستقبلات الألم - هي الحماية من المنبهات المسببة للأمراض. بالإضافة إلى الجلد ، توجد هذه النهايات العصبية في جميع الأعضاء الداخلية وتبدو وكأنها عمليات واردة متفرعة. يمكن العثور على المستقبلات الحرارية في الجلد والأعضاء الداخلية - الأوعية الدموية ، وأجزاء من الجهاز العصبي المركزي. يتم تصنيفها إلى حرارة وباردة.
يمكن أن يزداد نشاط هذه النهايات الحسية ويعتمد على أي اتجاه وبأي سرعة تتغير درجة حرارة سطح الجلد. لذلك فإن وظائف مستقبلات الجلد متنوعة وتعتمد على بنيتها.
آلية إدراك المحفزات السمعية
المستقبلات الخارجية هي خلايا شعرية شديدة الحساسية للمنبهات الكافية - الموجات الصوتية. يطلق عليهم اسم monomodal وهم حساسون بشكل ثانوي. تقع في عضو كورتي في الأذن الداخلية ، وهي جزء من القوقعة.
هيكل عضو كورتي يشبه القيثارة. المستقبلات السمعية مغمورة في perilymph ولها مجموعات من microvilli في نهاياتها. اهتزازات السائل تسبب تهيجًا لخلايا الشعر ، والتي تتحول إلى ظاهرة كهربائية حيوية - نبضات عصبية ، أي وظائف مستقبل السمع - هذا هو إدراك الإشارات التي لها شكل موجات صوتية ، وتحويلها إلى عمليةالإثارة.
الاتصال براعم الذوق
كل منا يفضل الطعام والشراب. نحن ندرك مدى مذاق المنتجات الغذائية بمساعدة عضو الذوق - اللسان. يحتوي على أربعة أنواع من النهايات العصبية ، موضعية على النحو التالي: عند طرف اللسان - براعم التذوق التي تميز بين المستقبلات الحلوة ، عند جذرها - المر ، والمستقبلات المالحة والحامضة على الجدران الجانبية. المهيجات لجميع أنواع نهايات المستقبلات عبارة عن جزيئات كيميائية يتم إدراكها من خلال ميكروفيلي براعم التذوق التي تعمل كهوائيات.
وظيفة مستقبل التذوق هي فك شفرة المحفز الكيميائي وترجمته إلى نبضة كهربائية تنتقل على طول الأعصاب إلى منطقة التذوق في القشرة الدماغية. وتجدر الإشارة إلى أن الحليمات تعمل جنبًا إلى جنب مع النهايات العصبية لمحلل حاسة الشم الموجود في الغشاء المخاطي للتجويف الأنفي. العمل المشترك للجهازين الحسيين يعزز ويثري حاسة التذوق لدى الشخص.
لغز الرائحة
تمامًا مثل الطعم ، يتفاعل محلل حاسة الشم مع نهاياته العصبية مع جزيئات المواد الكيميائية المختلفة. إن الآلية التي تسبب بها المركبات ذات الرائحة تهيج البصيلات الشمية ليست مفهومة بالكامل بعد. يقترح العلماء أن جزيئات إشارات الرائحة تتفاعل مع الخلايا العصبية الحسية المختلفة في الغشاء المخاطي للأنف. يعزو باحثون آخرون تحفيز المستقبلات الشمية إلى حقيقة أن جزيئات الإشارة لها مجموعات وظيفية مشتركة (على سبيل المثال ، الألدهيدأو الفينول) مع المواد المدرجة في الخلايا العصبية الحسية.
وظائف المستقبل الشمي هي في إدراك التهيج وتمايزه وترجمته إلى عملية الإثارة. يصل إجمالي عدد البصيلات الشمية في الغشاء المخاطي للتجويف الأنفي إلى 60 مليونًا ، وكل منها مزود بعدد كبير من الأهداب ، بسبب المساحة الإجمالية للتلامس مع مجال المستقبلات مع جزيئات المواد الكيميائية - الروائح.
النهايات العصبية للجهاز الدهليزي
يوجد في الأذن الداخلية عضو مسؤول عن تنسيق وتناسق الأعمال الحركية ، والحفاظ على الجسم في حالة توازن ، وكذلك المشاركة في توجيه ردود الفعل. لها شكل قنوات نصف دائرية ، وتسمى متاهة وترتبط تشريحيا بجهاز كورتي. في ثلاث قنوات عظمية توجد نهايات عصبية مغمورة في اللمف الباطن. عند إمالة الرأس والجذع يتأرجح مما يسبب تهيجا في نهايات العصب.
المستقبلات الدهليزية نفسها - خلايا الشعر - على اتصال بالغشاء. يتكون من بلورات صغيرة من كربونات الكالسيوم - حصوات الأذن. جنبا إلى جنب مع اللمف الباطن ، فإنها تبدأ أيضًا في التحرك ، والتي تعمل كمهيج للعمليات العصبية. تعتمد الوظائف الرئيسية لمستقبلات القناة نصف الدائرية على موقعها: في الأكياس ، تستجيب للجاذبية وتتحكم في توازن الرأس والجسم أثناء الراحة. النهايات الحسية الموجودة في أمبولات جهاز التوازن تتحكم في التغير في حركات أجزاء الجسم (الجاذبية الديناميكية).
دور المستقبلات في التكوينأقواس منعكسة
العقيدة الكاملة لردود الفعل ، من دراسات R. Decartes إلى الاكتشافات الأساسية لـ I. P. محفزات البيئة الخارجية والداخلية ، التي تتم بمشاركة الجهاز العصبي المركزي - الدماغ والنخاع الشوكي. مهما كانت الإجابة ، بسيطة ، على سبيل المثال ، رعشة في الركبة ، أو معقدة للغاية مثل الكلام أو الذاكرة أو التفكير ، فإن رابطها الأول هو الاستقبال - إدراك وتمييز المنبهات من خلال قوتها وسعتها وشدتها.
يتم تنفيذ هذا التمايز عن طريق الأنظمة الحسية ، والتي أطلق عليها IP Pavlov "مخالب الدماغ." في كل محلل ، يعمل المستقبل كهوائيات تلتقط وتحقق من المنبهات البيئية: موجات ضوئية أو صوتية ، وجزيئات كيميائية ، وعوامل فيزيائية. يعتمد النشاط الطبيعي من الناحية الفسيولوجية لجميع الأنظمة الحسية دون استثناء على عمل القسم الأول ، المسمى بالجهاز المحيطي أو المستقبل. كل الأقواس المنعكسة (ردود الفعل) دون استثناء تنشأ منه.
الريشة
هذه مواد نشطة بيولوجيًا تقوم بنقل الإثارة من خلية عصبية إلى أخرى في هياكل خاصة - المشابك. يتم إفرازها بواسطة محور عصبي للخلايا العصبية الأولى ، وتعمل كمهيج ، وتسبب نبضات عصبية في نهايات المستقبل للخلية العصبية التالية. لذلك ، فإن بنية ووظائف الوسطاء والمستقبلات مترابطة بشكل وثيق. علاوة على ذلك ، بعضالخلايا العصبية قادرة على إفراز اثنين أو أكثر من أجهزة الإرسال ، مثل أحماض الجلوتاميك والأسبارتيك والأدرينالين و GABA.
