Хеморецепция

1. Хеморецепция

2. Хеморецепция— способность живых существ к восприятию изменений концентрацииопределённых веществ в окружающей среде. Химический сигнал преобразуется в потенциал действия. Хеморецепторы могут быть очень различны по своей природе, и потому по-разному реагировать на одно и то же вещество — в зависимости от точки его приложения (нос, рот, кожа и т. п.).

3. Обоняние Обоняние, восприятие животными и человеком посредством соответстветствующих органов определённого свойства (запаха) химических соединений в окружающей среде. О. — один из видов хеморецепции, отличающийся тем, что пахучие вещества (ПВ) обычно присутствуют в низких концентрациях и, как правило, сами по себе не являются полезными или вредными для организма.

4. Орган обоняния (organumolfactum) человека располагается в верхнем отделе носовой полости. Обонятельная область (regiaolfactoria) включает слизистую оболочку, покрывающую верхнюю и отчасти среднюю носовые раковины и верхнюю часть носовой перегородки. Обонятельная область состоит из эпителиоподобного пласта толщиной 60 -- 90 мкм, в котором различают обонятельные нейросенсорные, поддерживающие и базальные эпителиоциты, отделенные от подлежащей соединительной ткани выраженной базальной мембраной. Поверхность обонятельной выстилки покрыта слоем слизи. Нейросенсорные обонятельные клетки (cellulaeneurosensoriaeolfactoriae) располагаются между поддерживающими эпителиоцитами, их плотность до 30 000 рецепторов на 1 мм2, в целом достигает 6 -- 7 млн. Эти клетки имеют короткий периферический отросток (дендрит) и длинный центральный аксон.

5. Дистальные отделы периферических отростковзаканчиваются характерными утолщениями -- обонятельными булавами (clavaolfactoria), каждая из которых несет на своей округлой вершине до 10-- 12 заостренных подвижных обонятельных ресничек. Базальная часть обонятельной клетки продолжается в длинный узкий аксон, который проходит между опорными клетками. В соединительно - тканном слое аксоны образуют пучки обонятельного нерва, которые объединяются в 20 -- 40 нитевидных стволиков (filaolfactoria) и через отверстия решетчатой кости направляются в обонятельные луковицы, где аксоны обонятельных клеток в обонятельных клубочках вступают в контакт с митральными клетками. Центральные отростки последних в составе обонятельного тракта направляются в обонятельный треугольник, а затем в составе обонятельных полосок (медиальной и промежуточной) вступают в переднее продырявленное вещество, в подмозолистое поле и диагональную полоску. В составе латеральной полоски отростки митральных клеток следуют в парагиппокампальную извилину и крючок, в которых находится корковый центр обоняния.

6. Молекулы пахучего вещества вступают в контакт со слизистой оболочкой носовых ходов, взаимодействуют со специализированными белками, встроенными в мембрану рецептора. В результате следующей за этим сложной и пока еще недостаточно изученнойцепи реакций в рецепторе генерируется рецепторный потенциал, а затем и импульсное возбуждение, передающееся по волокнам обонятельного нерва в обонятельную луковицу — первичный нервный центр обонятельного анализатора. Изменение суммарной электрической активности, регистрируемое с помощью электродов, помещенных на поверхность обонятельного эпителия, называют электроольфактограммой , Это монофазная негативная волна с амплитудой до 10 мВ и длительностью в несколько секунд, возникающая даже при кратковре­менном воздействии пахучего вещества. Нередко на электроольфактограмме можно видеть небольшую позитивность, предшествующую основной негативной волне, а при достаточной длительности воздействия регистрируется большая негативная волна на его прекращение (off-реакция). Иногда на медленные волны электроольфактограммы накладываются быстрые осцилляции, отражающие синхронные импульсные разряды значительного числа рецепторов.

7. Интересно!!! Искусственные носы заменят специально обученных собак Биоинженеры из Массачусетского технологического института (MIT) нашли способ производить обонятельные рецепторы в промышленных масштабах. Возможно, в будущем новая технология сменит служебных собак на их нелёгком посту и поможет проводить раннюю диагностику раковых заболеваний.Напомним, что обоняние (наряду с осязанием) считается древнейшей сенсорной системой. Однако принцип его работы не вполне ясен – восприятие запахов нельзя измерить непосредственно. За нюх у человека отвечают около 400 генов – больше, чем за какое-либо другое чувство. А у собак и прочих способных животных это число может быть в несколько раз больше, что позволяет им улавливать десятки тысяч разнообразных запахов. И различать их.Рецепторами пахучих веществ служат мембранные белки, расположенные на поверхности клеток. Поскольку внешний слой клеток сформирован жирными кислотами, "нюхательные" протеины гидрофобны, то есть боятся воды.

8. Вкусовая система Вкус, так же как и обоняние, основан на хеморецепции. Вкусовые рецепторы несут информацию о характере и концентрации веществ, поступающих в рот. Их возбуждение запускает сложную цепь реакций разных отделов мозга, приводящих к различной работе органов пищеварения или к удалению вредных для организма веществ, попавших в рот с пищей.

9. Рецепторы вкуса Вкусовые почки — рецепторы вкуса — расположены на языке, задней стенке глотки, мягком небе, миндалинах и надгортаннике. Больше всего их на кончике, краях и задней части языка. Каждая из примерно 10 000 вкусовых почек человека состоит из нескольких (2—6) рецепторных клеток и, кроме того, из опорных клеток. Вкусовая почка имеет колбовидную форму; у человека ее длина и ширина около 70 мкм. Вкусовая почка не достигает поверхности слизистой оболочки языка и соединена с полостью рта через вкусовую пору.

10. Проводящие пути и центры вкуса В передаче сигналов от рецепторов в центральную нервную систему участвуют афферентные волокна IX, VII и X черепных нервов. Центральный отдел вкусовой сенсорной системы образуют ядра одиночных пучков продолговатого мозга и вентральные ядра таламуса, образующие проекцию в первичную проекционную кору. Проекционная вкусовая кора соответствует области представительства языка в постцентральных извилинах. Проводниками всех видов вкусовой чувствительности служат барабанная струна и языкоглоточный нерв, ядра которых в продолговатом мозге содержат первые нейроны вкусовой системы. Многие из волокон, идущих от вкусовых рецепторов, отличаются определенной специфичностью, так как отвечают учащением импульсных разрядов лишь на действие соли, кислоты и хинина. Другие волокна реагируют на сахар. Наиболее убедительной считается гипотеза, согласно которой информация о 4 основных вкусовых ощущениях: горьком, сладком, кислом и соленом — кодируется не импульсацией в одиночных волокнах, а разным распределением частоты разрядов в большой группе волокон, по-разному возбуждаемых вкусовым веществом.   Вкусовые афферентные сигналы поступают в ядро одиночного пучка ствола мозга. От ядра одиночного пучка аксоны вторых нейронов восходят в составе медиальной петли до дугообразного ядра таламуса, где расположены третьи нейроны, аксоны которых направляются в корковый центр вкуса.

11. Вкусовые ощущения и восприятие. У разных людей абсолютные пороги вкусовой чувствительности к разным веществам существенно отличаются вплоть до «вкусовой слепоты» к отдельным агентам (например, к креатину). Абсолютные пороги вкусовой чувствительности во многом зависят от состояния организма (они изменяются в случае голодания, беременности и т.д.). При измерении абсолютной вкусовой чувствительности возможны две ее оценки: возникновение неопределенного вкусового ощущения (отличающегося от вкуса дистиллированной воды) и осознанное восприятие или опознание определенного вкуса. Порог восприятия, как и в других сенсорных системах, выше порога ощущения. Пороги различения минимальны в диапазоне средних концентраций веществ, но при переходе к большим концентрациям резко повышаются. Поэтому 20 % раствор сахара воспринимается как максимально сладкий, 10 % раствор натрия хлорида — как максимально соленый, 0,2 % раствор соляной кислоты — как максимально кислый, а 0,1 % раствор хинина сульфата — как максимально горький. Пороговый контраст (dI/I) для разных веществ значительно колеблется.

12. Вкусовая адаптация. При длительном действии вкусового вещества наблюдается адаптация к нему (снижается интенсивность  вкусового ощущения). Продолжительность адаптации пропорциональна концентрации раствора. Адаптация к сладкому и соленому развивается быстрее, чем к горькому и кислому. Обнаружена и перекрестная адаптация, т. е. изменение чувствительности к одному веществу при действии другого. Применение нескольких вкусовых раздражителей одновременно или последовательно дает эффекты вкусового контраста или смешения вкуса. Например, адаптация к горькому. повышает чувствительность к кислому и соленому, адаптация к сладкому обостряет восприятие всех других вкусовых стимулов. При смешении нескольких вкусовых веществ может возникнуть новое вкусовое ощущение, отличающееся от вкуса составляющих смесь компонентов.

13. Кожный анализатор У человека кожный анализатор играет существенную роль в познании внешнего мира. Через рецепторы кожи человек получает представление о плотности и упругости тел, их поверхности (глад­кость, шершавость и пр.), температуре и т. д. У ребенка первые представления о форме предметов, об их величине и пространствен­ном соотношении развиваются на основе совместной деятельности нескольких анализаторов, к числу которых наряду со зрительным, двигательным и другими относится и кожный. Не менее велико значение кожного анализатора как источника рефлекторных реак­ций, особенно оборонительных.

14. Каждый вид кожной чувствительности связан с определенными структурными особенностями рецепторных аппаратов. Тактильные рецепторы, воспринимающие прикосновение и давле­ние, имеют различное строение. Одни из них, оплетающие волосяную луковицу, обладают большой чувствительностью к малейшим колебаниям волоса. Другие обычно расположенные под самым эпидермисом в сосочках кожи, встречаются там, где отсутствуют волосы, а также в слизистой оболочке кончика языка. Особые ре­цепторы, которые находятся главным образом в подкожной клет­чатке. возбуждаются не при легком прикосновении к коже, а при надавливании на нее. Рeцenmopытепловые и холодовые(т. е. температурной чувстви­тельности) расположены на различной глубине в собственно коже) и в верхних слоях подкожной клетчатки. Опытами с введе­нием в кожу термоэлектрической иглы на различную глубину установлено, что холодовые рецепторы находятся ближе к по­верхности, а тепловые в более глубоких слоях кожи.

15. Свободные нервные окончания в эпидермисе и в собственно ко­же, по-видимому, осуществляют болевую рецепцию.Однако до­статочно сильное раздражение других рецепторов также может вызвать болевое ощущение. Тщательное исследование кожи путем точечного раздражения отдельных ее пунктов выявило неодинаковое распределение раз­личных видов чувствительности. В среднем, не считая волосистой части головы, приходится: болевых точек около 50 на 1 кв. см, а на всей поверхности кожи около миллиона; тактильных примерно вдвое меньше; холодовых в 4 раза меньше (12 на 1 кв. см); тепловых 1—2 на 1 кв. см или всего около 25 000. В коже различных областей тела количество и соотношение точек разных видов чувствительно­сти сильно варьирует. На 1 кв. см кожи головы или ладонной стороны ногтевых фаланг кисти приходится более 100 тактильных точек, а на таком же участке кожи голени всего лишь 9—10. В то же время кожа лица содержит тепловых точек в 2—3 раза больше, а холодовых несколько меньше, чем кожа ногтевых фаланг.

16. Проводящие пути кожного анализатора Афферентные волокна, связанные с различными видами кожной чувствительности, отли­чаются друг от друга толщиной миэлиновой оболочки, а следова­тельно, и скоростью проведения импульсов. По волокнам безмякотным и обладающим тонкой миэлиновой оболочкой поступают импульсы, связанные с температурной, болевой, а отчасти и так­тильной чувствительностью. Волокна второго нейрона проводя­щих путей перекрещиваются, и направляются к ядрам багров промежуточного мозга, где находятся тела третьего нейрона, проводящего импульсы к коре больших полушарий. Через боковые ответвления (коллатерали) нервных волокон и через промежуточные (вставочные) нейроны импульсы, идущие от кожных рецепторов, могут переходить в спинном мозгу на эф­ферентные пути. Часть волокон направляется к бугоркам четверо­холмия, при участии которых осуществляются такие рефлекторные реакции на раздражение кожи, как поворот головы, движение глаз, настораживание и т. п.

17. Явления адаптации Кожные рецепторы проявляют резко выраженную адаптацию к непрерывно длящимся раздражениям. На­давливание на кожу или прикосновение к ней вызывает появление в соответствующих рецепторах и афферентных волокнах потенциа­лов действия, следующих друг за другом с большой частотой. Од­нако почти тотчас же потенциалы начинают становиться все более редкими, а через несколько секунд совсем исчезают. Соответственно 'прекращается и ощущение давления или прикосновения. Относительную адаптацию к теплу и холоду легко обнаружить, 1 если одну руку опустить в воду, охлажденную до 15°, а другую — в воду, нагретую до 45°: при последующем переносе обеих рук в воду, имеющую температуру 30°, получается ясное ощущение, что одна рука находится в теплой воде, а другая — в холодной. Опыты показывают, что температурные ощущения зависят не толь­ко от абсолютной температуря раздражителя, но также и от со­стояния кожи, т. е. ее температуры и адаптации к теплу или холоду.

18. Спасибо за внимания! Азимова Дильноза