El sistema nervioso humano lleva a cabo complejos procesos analíticos y sintéticos que aseguran una rápida adaptación de los órganos y sistemas a los cambios en el entorno externo e interno. La percepción de los estímulos del mundo exterior se produce debido a la estructura, que incluye los procesos de las neuronas aferentes que contienen células gliales de oligodendrocitos o lemmocitos. Convierten estímulos externos o internos en fenómenos bioeléctricos llamados excitación o impulso nervioso. Tales estructuras se denominan receptores. En este artículo, estudiaremos la estructura y funciones de los receptores de varios sistemas sensoriales humanos.
Tipos de terminaciones nerviosas
En anatomía existen varios sistemas para su clasificación. El más común divide a los receptores en simples (constan de procesos de una neurona) y complejos (un grupo de neurocitos y células gliales auxiliares como parte de un órgano sensorial altamente especializado). Basado en la estructura de los procesos sensoriales.se dividen en terminaciones primarias y secundarias del neurocito centrípeto. Estos incluyen varios receptores de la piel: nociceptores, mecanorreceptores, barorreceptores, termorreceptores, así como procesos nerviosos que inervan los órganos internos. Los secundarios son derivados del epitelio que crean un potencial de acción en respuesta a la irritación (gusto, oído, receptores del equilibrio). Los bastones y conos de la membrana sensible a la luz del ojo, la retina, ocupan una posición intermedia entre las terminaciones nerviosas sensibles primarias y secundarias.
Otro sistema de clasificación se basa en una diferencia como el tipo de estímulo. Si la irritación proviene del ambiente externo, los exterorreceptores la perciben (por ejemplo, sonidos, olores). Y la irritación por factores del ambiente interno es analizada por interoreceptores: viscerales, propiorreceptores, células ciliadas del aparato vestibular. Así, las funciones de los receptores de los sistemas sensoriales están determinadas por su estructura y ubicación en los órganos de los sentidos.
El concepto de analizadores
Para diferenciar y distinguir entre las condiciones ambientales y adaptarse a ellas, una persona tiene estructuras anatómicas y fisiológicas especiales llamadas analizadores o sistemas sensoriales. El científico ruso I. P. Pavlov propuso el siguiente esquema para su estructura. La primera sección se denominó periférico (receptor). El segundo es conductor y el tercero es central o cortical.
Por ejemplo, el sistema sensorial visual incluye sensorescélulas de la retina: bastones y conos, dos nervios ópticos, así como una zona de la corteza cerebral ubicada en su parte occipital.
Algunos analizadores, como los ya mencionados visuales y auditivos, incluyen un nivel pre-receptor - ciertas estructuras anatómicas que mejoran la percepción de estímulos adecuados. Para el sistema auditivo, este es el oído externo y medio, para el sistema visual, la parte del ojo que refracta la luz, incluida la esclerótica, el humor acuoso de la cámara anterior del ojo, el cristalino y el cuerpo vítreo. Nos centraremos en la parte periférica del analizador y responderemos a la pregunta de cuál es la función de los receptores incluidos en él.
Cómo las células perciben los estímulos
En sus membranas (o en el citosol) hay moléculas especiales que consisten en proteínas, así como complejos complejos: glicoproteínas. Bajo la influencia de factores ambientales, estas sustancias cambian su configuración espacial, lo que sirve como una señal para la propia célula y la obliga a responder adecuadamente.
Algunas sustancias químicas, llamadas ligandos, pueden actuar sobre los procesos sensoriales de la célula, lo que genera corrientes de iones transmembrana en ella. Las proteínas del plasmalema con propiedades receptivas, junto con las moléculas de carbohidratos (es decir, los receptores), realizan las funciones de anten: perciben y diferencian los ligandos.
Canales ionotrópicos
Otro tipo de receptores celulares: canales ionotrópicos ubicados en la membrana, capaces de abrirse o bloquearse bajo la influencia desustancias químicas de señalización, como el receptor colinérgico H, la vasopresina y los receptores de insulina.
Las estructuras de detección intracelulares son factores de transcripción que se unen a un ligando y luego ingresan al núcleo. Se forman sus compuestos con el ADN, que potencian o inhiben la transcripción de uno o más genes. Así, las principales funciones de los receptores celulares son la percepción de las señales ambientales y la regulación de las reacciones del metabolismo plástico.
Soportes y conos: estructura y funciones
Estos receptores retinianos responden a estímulos luminosos - fotones, que provocan el proceso de excitación en las terminaciones nerviosas. Contienen pigmentos especiales: yodopsina (conos) y rodopsina (bastones). Los bastones se irritan con la luz del crepúsculo y no pueden distinguir los colores. Los conos son responsables de la visión del color y se dividen en tres tipos, cada uno de los cuales contiene un fotopigmento separado. Por lo tanto, la función del receptor del ojo depende de qué proteínas sensibles a la luz contenga. Los bastones son responsables de la percepción visual en condiciones de poca luz, mientras que los conos son responsables de la agudeza visual y la percepción del color.
La piel es un órgano de los sentidos
Las terminaciones nerviosas de las neuronas que ingresan a la dermis difieren en su estructura y reaccionan a diversos estímulos ambientales: temperatura, presión, forma de la superficie. Las funciones de los receptores de la piel son percibir y transformar los estímulos en impulsos eléctricos (el proceso de excitación). Los receptores de presión incluyen cuerpos de Meissner ubicados en la capa media de la piel: la dermis, capaz de adelgazardiscriminación de estímulos (tienen un bajo umbral de sensibilidad).
Los cuerpos de Pacini pertenecen a los barorreceptores. Se localizan en la grasa subcutánea. Las funciones del receptor, el nociceptor del dolor, es la protección contra los estímulos patógenos. Además de la piel, tales terminaciones nerviosas se encuentran en todos los órganos internos y parecen procesos aferentes ramificados. Los termorreceptores se pueden encontrar tanto en la piel como en los órganos internos: vasos sanguíneos, partes del sistema nervioso central. Se clasifican en frío y calor.
La actividad de estas terminaciones sensoriales puede aumentar y depende de en qué dirección ya qué velocidad cambia la temperatura de la superficie de la piel. Por lo tanto, las funciones de los receptores cutáneos son diversas y dependen de su estructura.
Mecanismo de percepción de los estímulos auditivos
Los exorreceptores son células ciliadas que son muy sensibles a los estímulos adecuados: las ondas sonoras. Se denominan monomodales y son secundariamente sensibles. Se ubican en el órgano de Corti del oído interno, formando parte de la cóclea.
La estructura del órgano de Corti es similar a un arpa. Los receptores auditivos están inmersos en la perilinfa y tienen grupos de microvellosidades en sus extremos. Las vibraciones del fluido provocan la irritación de las células ciliadas, que se convierten en fenómenos bioeléctricos - impulsos nerviosos, es decir, las funciones del receptor auditivo - esta es la percepción de señales que tienen la forma de ondas sonoras, y su transformación en un procesoexcitación.
Contacto con las papilas gustativas
Cada uno de nosotros tiene una preferencia por la comida y la bebida. Percibimos la gama de sabores de los productos alimenticios con la ayuda del órgano del gusto: la lengua. Contiene cuatro tipos de terminaciones nerviosas, localizadas de la siguiente manera: en la punta de la lengua - papilas gustativas que distinguen entre dulce, en su raíz - los receptores amargos y salados y agrios en las paredes laterales distinguen. Los irritantes para todo tipo de terminaciones receptoras son moléculas químicas percibidas por las microvellosidades de las papilas gustativas que actúan como antenas.
La función del receptor del gusto es decodificar un estímulo químico y traducirlo en un impulso eléctrico que viaja a lo largo de los nervios hasta la zona del gusto de la corteza cerebral. Cabe señalar que las papilas funcionan en conjunto con las terminaciones nerviosas del analizador olfativo ubicado en la membrana mucosa de la cavidad nasal. La acción conjunta de los dos sistemas sensoriales potencia y enriquece las sensaciones gustativas de una persona.
El acertijo del olfato
Al igual que el gusto, el analizador olfativo reacciona con sus terminaciones nerviosas a las moléculas de varios químicos. El mecanismo mismo por el cual los compuestos olorosos irritan los bulbos olfativos aún no se comprende completamente. Los científicos sugieren que las moléculas de señalización del olor interactúan con varias neuronas sensoriales en la mucosa nasal. Otros investigadores atribuyen la estimulación de los receptores olfativos al hecho de que las moléculas de señalización tienen grupos funcionales comunes (por ejemplo, aldehídoo fenólicos) con sustancias incluidas en la neurona sensorial.
Las funciones del receptor olfativo están en la percepción de la irritación, su diferenciación y traducción en el proceso de excitación. El número total de bulbos olfativos en la membrana mucosa de la cavidad nasal alcanza los 60 millones, y cada uno de ellos está equipado con una gran cantidad de cilios, por lo que el área total de contacto del campo receptor con moléculas de sustancias químicas - olores.
Terminaciones nerviosas del aparato vestibular
En el oído interno existe un órgano responsable de la coordinación y consistencia de los actos motores, manteniendo el cuerpo en estado de equilibrio, y también participando en los reflejos de orientación. Tiene forma de canales semicirculares, se llama laberinto y está conectado anatómicamente con el órgano de Corti. En tres canales óseos hay terminaciones nerviosas inmersas en la endolinfa. Al inclinar la cabeza y el torso, oscila, lo que provoca irritación en los extremos de las terminaciones nerviosas.
Los propios receptores vestibulares (células ciliadas) están en contacto con la membrana. Se compone de pequeños cristales de carbonato de calcio - otolitos. Junto con la endolinfa, también comienzan a moverse, lo que sirve como irritante para los procesos nerviosos. Las funciones principales del receptor del canal semicircular dependen de su ubicación: en los sacos, responde a la gravedad y controla el equilibrio de la cabeza y el cuerpo en reposo. Las terminaciones sensoriales ubicadas en las ampollas del órgano del equilibrio controlan el cambio en los movimientos de las partes del cuerpo (gravedad dinámica).
El papel de los receptores en la formaciónarcos reflejos
Toda la doctrina de los reflejos, desde los estudios de R. Descartes hasta los descubrimientos fundamentales de I. P. Pavlov e I. M. Sechenov, se basa en la idea de la actividad nerviosa como respuesta adecuada del cuerpo a los efectos de estímulos del entorno externo e interno, realizados con la participación del sistema nervioso central: el cerebro y la médula espinal. Sea cual sea la respuesta, simple, por ejemplo, un reflejo rotuliano, o tan supercompleja como el habla, la memoria o el pensamiento, su primer eslabón es la recepción: la percepción y discriminación de los estímulos por su fuerza, amplitud, intensidad.
Tal diferenciación la llevan a cabo los sistemas sensoriales, que IP Pavlov llamó "tentáculos del cerebro". En cada analizador, el receptor funciona como antenas que capturan y sondean estímulos ambientales: ondas de luz o sonido, moléculas químicas y factores físicos. La actividad fisiológicamente normal de todos los sistemas sensoriales sin excepción depende del trabajo de la primera sección, llamada periférico o receptor. Todos los arcos reflejos (reflejos) sin excepción se originan a partir de él.
Plectros
Estas son sustancias biológicamente activas que llevan a cabo la transferencia de excitación de una neurona a otra en estructuras especiales: las sinapsis. Son secretados por el axón del primer neurocito y, actuando como irritantes, provocan impulsos nerviosos en las terminaciones receptoras de la siguiente neurona. Por lo tanto, la estructura y funciones de los mediadores y receptores están estrechamente interrelacionadas. Además, algunoslos neurocitos pueden secretar dos o más transmisores, como los ácidos glutámico y aspártico, adrenalina y GABA.
