Анализаторы и рецепторы человека
Анализатором (сенсорной системой) называют часть нервной системы, состоящую из множества специализированных воспринимающих рецепторов, а также промежуточных и центральных нервных клеток и связывающих их нервных волокон. Для возникновения ощущения необходимо наличие следующих функциональных элементов:
1) рецепторов органа чувств, осуществляющих воспринимающую функцию (например, для зрительного анализатора это рецепторы сетчатки глаза);
2) центростремительного пути из этого органа чувств в большие полушария, обеспечивающего проводящую функцию (например, зрительные нервы и проводящие пути через промежуточный мозг);
3) воспринимающей зоны в больших полушариях, реализующей анализирующую функцию (зрительной зоны в затылочной области больших полушарий мозга).
Специфичность рецепторов
Рецепторы – это специализированные образования, приспособленные для восприятия определенных воздействий внешней и внутренней среды. Рецепторы обладают специфичностью, т. е. высокой возбудимостью только к определенным раздражителям, получившим название адекватных. В частности, для глаза адекватным раздражителем являются световые, а для уха – звуковые волны и т. д. При действии адекватных раздражителей возникают ощущения, характерные для определенного органа чувств. Так, раздражение глаза вызывает зрительные ощущения, уха – слуховые и т. д. Кроме адекватных, существуют и неадекватные (инадекватные) раздражители, которые вызывают только незначительную часть ощущений, свойственных данному органу чувств, или действуют необычным образом. Например, механическое или электрическое раздражение глаза воспринимается как яркая вспышка света («фосфен»), но не дает образа предмета и восприятия цветов. Специфичность органов чувств является результатом приспособления организма к условиям внешней среды.
Каждый рецептор характеризуется следующими свойствами:
а) определенной величиной порога возбудимости, т. е. наименьшей силой раздражителя, способной вызвать ощущение;
б) хронаксией;
в) временным порогом – наименьшим интервалом между двумя раздражениями, при котором различаются два ощущения;
г) порогом различения – наименьшим приростом силы раздражителя, вызывающим едва заметную разницу ощущения (например, чтобы при закрытых глазах различить разницу в давлении груза на кожу, нужно добавить около 3,2–5,3 % первоначального груза);
д) адаптацией – резким падением (возрастанием) силы ощущения сразу же после начала действия раздражителя. Адаптация основана на уменьшении частоты волн возбуждения, возникающем в рецепторе при его раздражении.
Органы вкуса
В эпителии слизистой оболочки ротовой полости находятся вкусовые луковицы, имеющие круглую или овальную форму. Они состоят из продолговатых и плоских клеток, располагающихся у основания луковицы. Продолговатые клетки делятся на опорные (находятся на периферии) и вкусовые (расположенные в центре). В каждой вкусовой луковице от двух до шести вкусовых клеток, а их общее число у взрослого человека доходит до 9 тыс. Вкусовые луковицы располагаются в сосочках слизистой оболочки языка. Вершина вкусовой луковицы не доходит до поверхности эпителия, а сообщается с поверхностью с помощью вкусового канала. Отдельные вкусовые сосочки находятся на поверхности мягкого неба, задней стенки глотки, надгортанника. Центростремительные импульсы из каждой вкусовой луковицы проводятся по двум-трем нервным волокнам. Эти волокна входят в состав барабанной струны и язычного нерва, которые иннервируют передние две трети языка, а с задней его трети входят в состав языкоглоточного нерва. Далее через зрительные бугры центростремительные импульсы поступают во вкусовую зону больших полушарий.
Органы обоняния
Рецепторы обоняния находятся в верхней части полости носа. Обонятельные клетки являются нейронами, окруженными опорными цилиндрическими клетками. У человека 60 млн обонятельных клеток, поверхность каждой из них покрыта ресничками, которые увеличивают обонятельную поверхность, составляющую у человека примерно 5 кв. см. Из обонятельных клеток центростремительные импульсы по нервным волокнам, проходящим через отверстия в решетчатой кости, входят в обонятельный нерв, а затем через подкорковые центры, где располагаются вторые и третьи нейроны, поступают в обонятельную зону больших полушарий. Так как обонятельная поверхность расположена в стороне от дыхательного пути, воздух с пахучими веществами проникает к ней только путем диффузии.
Органы кожной чувствительности
Кожные рецепторы подразделяют на тактильные (их раздражение вызывает ощущения осязания), терморецепторы (вызывают ощущения тепла и холода) и болевые рецепторы.
Ощущения осязания, или прикосновения и давления, различаются по своему характеру, например языком нельзя ощущать пульс. В коже человека насчитывается примерно 500 тыс. тактильных рецепторов. Порог возбудимости тактильных рецепторов в различных участках тела неодинаков: наибольшая возбудимость у рецепторов кожи носа, кончиков пальцев и слизистой оболочки губ, наименьшая – у кожи живота и паховой области. У тактильных рецепторов одновременный пространственный порог (наименьшее расстояние между рецепторами, при котором одновременное раздражение кожи вызывает два ощущения) наименьший, у болевых рецепторов – наибольший. У тактильных рецепторов также наименьший временной порог, т. е. интервал времени между двумя последовательными раздражениями, при котором вызываются два раздельных ощущения.
Общее количество терморецепторов – около 300 тыс. из них тепловых – 250 тыс. холодовых – 30 тыс. Холодовые рецепторы расположены ближе к поверхности кожи, тепловые – глубже.
Болевых рецепторов насчитывается от 900 тыс. до 1 млн. Болевые ощущения возбуждают оборонительные рефлексы скелетной мускулатуры и внутренних органов, однако длительное сильное раздражение болевых рецепторов вызывает нарушение многих функций организма. Болевые ощущения локализовать сложнее, чем другие виды кожной чувствительности, так как возбуждение, возникающее при раздражении болевых рецепторов, широко иррадиирует по нервной системе. Одновременное раздражение рецепторов зрения, слуха, обоняния и вкуса снижает ощущение боли.
Вибрационные ощущения (колебания предметов с частотой 2-10 раз в секунду) хорошо воспринимаются кожей пальцев и костями черепа. Центростремительные импульсы от рецепторов кожи поступают по задним корешкам в спинной мозг и доходят до нейронов задних рогов. Затем по нервным волокнам, входящим в состав задних столбов (нежный и клиновидный пучки) и боковых (спинно-таламический пучок), импульсы доходят до передних ядер зрительных бугров. Отсюда начинаются волокна третьего нейрона, которые вместе с волокнами проприорецептивной чувствительности доходят до зоны кожно-мышечной чувствительности в задней центральной извилине больших полушарий.
Рецепторы — специфические нервные образования, являющиеся окончаниями чувствительных (афферентных) нервных волокон, способные возбуждаться при действии раздражителя. Рецепторы, воспринимающие раздражения из внешней среды, называются экстероцепторами; воспринимающие раздражения из внутренней среды организма — интероцепторами. Выделяют группу рецепторов, расположенных в скелетных мышцах и сухожилиях и сигнализирующих о тонусе мышц,— проприоцепторы.
В зависимости от характера раздражителя рецепторы разделяют на несколько групп.
1. Механорецепторы, к которым относятся тактильные рецепторы; барорецепторы, расположенные в стенках кровеносных сосудов и реагирующие на изменение кровяного давления; фонорецепторы, реагирующие на колебания воздуха, создаваемые звуковым раздражителем; рецепторы отолитового аппарата, воспринимающие изменения положения тела в пространстве.
2. Хеморецепторы, реагирующие при воздействии каких-либо химических веществ. К ним относятся осморецепторы и глюкорецепторы, воспринимающие соответственно изменения осмотического давления и уровня сахара в крови; вкусовые и обонятельные рецепторы, воспринимающие наличие химических веществ в окружающей среде.
3. Терморецепторы. воспринимающие изменение температуры как внутри организма, так и в окружающей организм среде.
4. Фоторецепторы, расположенные в сетчатке глаза, воспринимают световые раздражители.
5. Болевые рецепторы выделяются в особую группу. Они могут возбуждаться механическими, химическими и температурными раздражителями такой силы, при которой возможно разрушительное их действие на ткани или органы.
Морфологически рецепторы могут быть в виде простых свободных нервных окончаний или иметь форму волосков, спиралей, пластинок, шайбочек, шариков, колбочек, палочек. Структура рецепторов тесно связана со специфичностью адекватных раздражителей, к которым рецепторы имеют высокую абсолютную чувствительность. Для возбуждения фоторецепторов достаточно всего 5—10 квантов света, для возбуждения обонятельных рецепторов — одной молекулы пахучего вещества. При длительном воздействии раздражителя происходит адаптация рецепторов, что проявляется в снижении их чувствительности к адекватному раздражителю. Различают быстро адаптирующиеся (тактильные, барорецепторы) и медленно адаптирующиеся рецепторы (хеморецепторы, фонорецепторы). Вестибулорецепторы и проприоцепторы, в отличие от них, не адаптируются. В рецепторах под действием внешнего раздражителя возникает деполяризация его поверхностной мембраны, которая обозначается как рецепторный или генераторный потенциал. Достигнув критической величины, он вызывает разряд афферентных импульсов возбуждения в нервном волокне, отходящем от рецептора. Воспринимаемая рецепторами информация из внутренней и внешней среды организма передается по афферентным нервным путям в центральную нервную систему, где она анализируется (см. Анализаторы).
Биология и медицина
Рецепторы кожи человека
Кожа инннервируется чувствительными нервами, отходящими от спинно-мозговых и черепных нервов, а также волокнами вегетативных нервов, подходящих к сосудам, гладким мышечным волокнам, и железам. Кожа весьма обильно снабжена ими. В коже находятся терморецепторы. механорецепторы и ноцирецепторы. Первые воспринимают изменения температуры, вторые - прикосновения к коже, ее сдавливание, третьи - болевые раздражения. Эти виды кожной чувствительности в совокупности с проприорецепцией и болевой чувствительностью всего тела могут быть объединены в соматовисцеральную чувствительность. которая отличается от описанных выше признаков (зрение, слух, обоняние, вкус). Рецепторы соматовисцеральной чувствительности разбросаны по всему телу и не образуют обособленных органов чувств. Афферентные нервные волокна, по которым распространяются импульсы от указанных рецепторов, являются дендритами чувствительных клеток, залегающих в спинно-мозговых узлах и чувствительных узлах черепных нервов. Осязание (механорецепция) включает восприятие ощущений давления, прикосновения, вибрации, щекотки, которые воспринимаются лишь в определенных осязательных точках кожи. В среднем на 1 см2 кожи приходится около 170 чувствительных нервных окончаний. Наибольшая плотность осязательных точек в коже губ и подушечках пальцев, наименьшая - на спине, плечах, бедрах. В коже человека преобладают рецепторы прикосновения. По - видимому, каждый отдельный рецептор воспринимает определенное осязательное ощущение, но при воздействии на кожу различных механических стимулов одновременно реагирует несколько типов рецепторов.
Терморецепторы воспринимают соответствующие раздражения, причем различные точки кожи воспринимают тепло или холод, последние преобладают. Наиболее чувствительна к температурным раздражителям кожа лица, на 1 см2 которой приходится от 16 до 19 холодовых точек, в то время как вся кожа лица воспринимает тепло. На 1 см2 кожи кисти приходится 1-5 холодовых точек и лишь 0,4 - 0,5 тепловых.
Количество болевых точек кожи значительно больше, чем тактильных (примерно в 9 раз) и температурных (примерно в 10 раз). Болевые ощущения воспринимаются ноцирецепторами.
Время реагирования кожи различно для разных ощущений: 0,9 с для боли; 0,12 с для осязания; 0,16 с для температурных. Особенно развита чувствительность кисти и пальцев; так, кожа пальца способна воспринять вибрацию с амплитудой 0,02 мкм.
Рецепторы - Чувствительные нервные образования
Рецепторы - чувствительные нервные образования анализаторов, воспринимающие и преобразующие раздражения. С помощью рецепторов организм получает необходимую для его жизнедеятельности информацию о разнообразных изменениях во внешней и внутренней среде.
Виды рецепторов:
Экстероцепторы воспринимают раздражение внешней среды. К ним относятся воспринимающие клетки сетчатки глаза, уха, рецептор кожи, органов обоняния, вкуса (см. Органы чувств у детей).
Интероцепторы расположены в тканях различных внутренних органов (например, интерорецепторы матки) и воспринимают изменения внутренней среды организма и состояния внутренних органов; принимают участие во всех рефлексах, регулирующих деятельность этих органов, а также в реакциях, направленных на поддержание гомеостаза.
Проприоцепторы находятся в скелетных мышцах, суставах и сухожилиях и играют важную роль в регуляции мышечного тонуса и координации движений. По характеру воспринимающих раздражений рецепторы делят на хемо-, осмо-, термо-, фоно - и фоторецепторы. Рецепторы каждой группы избирательно высокочувствительны только к строго определённым раздражениям: механорецепторы - к изменению давления и растяжения (например, барорецепторы матки), хеморецепторы — к изменению химического состава окружающей их среды, фонорецепторы - к звуковым, а фоторецепторы - к световым раздражениям.
Рецепторы - Белковые комплексы
Рецепторы - белковые комплексы, расположенные на наружной плазматической мембране (например, рецептор белково-пептидных гормонов, адренорецепторы и др.) или в цитоплазме на мембранах органелл (рецептор стероидных гормонов), избирательно реагирующие с гормонами, нейропептидами, медиаторами и их синтетическими аналогами и антагонистами; являются клеточными рецепторами.
В зависимости от того, с каким медиатором реагирует рецептор, различают холино - (медиатор ацетилхолин), адрено - (медиатор норадреналин), дофамине - (медиатор дофамин) и другие рецепторы.
На поверхности В - и Х - лимфоцитов выявлены рецепторы, играющие важную роль в деятельности иммунной системы (см. Иммунитет). Клеточные рецепторы обеспечивают прежде всего нейрогуморальную регуляцию функций организма.
В плаценте человека, в частности на плазматических мембранах клеток синцитиотрофобласта, имеются рецепторы, при помощи которых осуществляется трансплацентарный перенос иммуноглобулина G и железа. На взаимодействии клеточных рецепторов с медиаторами и модуляторами основаны механизмы иммунологической защиты организма, возникновение и развитие воспалительного процесса, передача нервного возбуждения в центральных и периферических синапсах. По этому же принципу осуществляется лекарственная регуляция деятельности ряда важнейших физиологических функций организма при действии медиаторных средств.
Благодаря наличию рецепторного аппарата гладких миоцитов миометрия происходит развязывание пусковых факторов родовой деятельности под влиянием эндогенных эстрогенов и других биологически активных веществ (окситоцин, простагландины, серотонин, ацетилхолин, кинины и пр.). Присутствие этих рецепторов в матке обусловливает возможность лекарственной регуляции её сократительные функции при применении натуральных или синтетических эстрогенов для создания оптимального фона действия окситоцических средств (окситоцина, питуитрина, простагландинов и др.).
В акушерской практике стимуляция или блокада соответствующих клеточных рецепторов лекарственными средствами приводит либо к усилению, либо к угнетению деятельности клетки (органа). Например, холиномиметики (ацеклидин) усиливают сократительные функции матки и поэтому применяются при слабости родовой дея-тельности; холинолитики (метацин), уменьшающие амплитуду, продолжительность и частоту сокращений, показаны при угрозе преждевременных родов и привычных выкидышей.
Онтогенетические особенности формирования рецепторов имеют принципиальное значение при действии лекарственных средств на плод. Их влияние неоднотипно и зависит от наличия и функциональной зрелости тех рецепторов, взаимодействие с которыми обусловливает эффект данного препарата. Например, при изучении свойств ацетил-холина, атропина сульфата и др. средств, действующих на холино-, адрено-, дофамино - и серотонино-рецепторы, установлено, что на стадии бластулы эмбрионального развития медиаторные средства могут быть дисрегуляторами клеточного деления, а на более поздних этапах — оказывать свойственное им специфическое действие.
В педиатрической практике средства, действующие на определённые типы рецепторов, применяют для лечения ряда заболеваний и состояний. Например, для купирования бронхообструктивного синдрома (астма бронхиальная, астматический бронхит и др.) используют беротек, орципреналина сульфат и другие препараты, избирательно стимулирующие ?2-адренорецепторы бронхов; при хроническом гастродуодените — М-холинолитики типа метацина, блокирующие М-холинорецепторы желудка и двенадцатиперстной кишки.
style="display:inline-block;width:300px;height:250px"
data-ad-client="ca-pub-6667286237319125"
data-ad-slot="5736897066">
No comments:
Post a Comment