מערכת העצבים האנושית מבצעת תהליכים אנליטיים וסינתטיים מורכבים המבטיחים הסתגלות מהירה של איברים ומערכות לשינויים בסביבה החיצונית והפנימית. תפיסת הגירויים מהעולם החיצון מתרחשת בשל המבנה, הכולל את התהליכים של נוירונים אפרנטיים המכילים תאי גליה אוליגודנדרוציטים, או לממוציטים. הם הופכים גירויים חיצוניים או פנימיים לתופעות ביו-חשמליות הנקראות עירור או דחף עצבי. מבנים כאלה נקראים קולטנים. במאמר זה נלמד את המבנה והתפקודים של הקולטנים של מערכות חישה שונות של בני אדם.
סוגי קצות עצבים
באנטומיה, קיימות מספר מערכות לסיווג שלהן. הנפוץ ביותר מחלק את הקולטנים לפשוטים (מורכבים מתהליכים של נוירון אחד) ומורכבים (קבוצה של נוירוציטים ותאי גלייה עזר כחלק מאיבר חישה בעל התמחות גבוהה). מבוסס על מבנה התהליכים התחושתיים.הם מחולקים לסיומת ראשונית ומשנית של הנוירוציט הצנטריפטלי. אלה כוללים קולטני עור שונים: נוציצפטורים, מכנורצפטורים, ברוררצפטורים, תרמורצפטורים, וכן תהליכים עצביים המעצבבים איברים פנימיים. משניות הן נגזרות של האפיתל היוצרות פוטנציאל פעולה בתגובה לגירוי (קולטני טעם, שמיעה, איזון). המוטות והקונוסים של הקרום הרגיש לאור של העין - הרשתית - תופסים מיקום ביניים בין קצות העצבים הרגישים הראשוניים והמשניים.
מערכת סיווג נוספת מבוססת על הבדל כמו סוג הגירוי. אם הגירוי מגיע מהסביבה החיצונית, אז הוא נתפס על ידי קולטנים חיצוניים (לדוגמה, צלילים, ריחות). וגירוי על ידי גורמים של הסביבה הפנימית מנותח על ידי interroreceptors: קרביים, פרופריורצפטורים, תאי שיער של המנגנון הוסטיבולרי. לפיכך, הפונקציות של הקולטנים של מערכות חושיות נקבעות על פי המבנה והמיקום שלהם באברי החישה.
המושג של מנתחים
כדי להבדיל ולהבחין בין תנאי סביבה ולהסתגל אליהם, לאדם יש מבנים אנטומיים ופיזיולוגיים מיוחדים הנקראים מנתחים, או מערכות חושיות. המדען הרוסי I. P. Pavlov הציע את התוכנית הבאה למבנה שלהם. הקטע הראשון נקרא היקפי (קולטן). השני מוליך, והשלישי מרכזי, או קורטיקלי.
לדוגמה, מערכת החישה החזותית כוללת רגישיםתאי רשתית - מוטות וחרוטים, שני עצבי ראייה, וכן אזור של קליפת המוח הממוקם בחלק העורפי שלו.
חלק מהאנליזטורים, כמו אלה החזותיים והשמיעתיים שהוזכרו כבר, כוללים רמת קדם קולטן - מבנים אנטומיים מסוימים המשפרים את התפיסה של גירויים נאותים. עבור מערכת השמיעה, זוהי האוזן החיצונית והתיכונה, עבור מערכת הראייה, החלק שובר האור של העין, כולל הסקלרה, ההומור המימי של החדר הקדמי של העין, העדשה וגוף הזגוגית. נתמקד בחלק ההיקפי של המנתח ונענה על השאלה מה תפקידם של הקולטנים הכלולים בו.
איך תאים תופסים גירויים
בממברנות שלהם (או בציטוזול) יש מולקולות מיוחדות המורכבות מחלבונים, וכן קומפלקסים מורכבים - גליקופרוטאין. בהשפעת גורמים סביבתיים, חומרים אלו משנים את התצורה המרחבית שלהם, המשמשת אות לתא עצמו ומאלצת אותו להגיב בצורה נאותה.
כימיקלים מסוימים, הנקראים ליגנדים, יכולים לפעול על התהליכים התחושתיים של התא, וכתוצאה מכך לזרמי יונים טרנסממברניים בו. חלבוני פלזמה בעלי תכונות קליטה, יחד עם מולקולות פחמימות (כלומר קולטנים), מבצעים את הפונקציות של אנט - הם קולטים ומבדילים ליגנדים.
ערוצים יונוטרופיים
סוג נוסף של קולטנים תאיים - תעלות יונוטרופיות הממוקמות בממברנה, המסוגלות להיפתח או לחסום בהשפעתכימיקלים לאיתותים, כגון קולטן H-כולינרגי, וסופרסין וקולטני אינסולין.
מבני חישה תוך-תאיים הם גורמי שעתוק שנקשרים לליגנד ואז נכנסים לגרעין. נוצרות תרכובות שלהם עם DNA, אשר משפרות או מעכבות את השעתוק של גן אחד או יותר. לפיכך, התפקידים העיקריים של קולטני התא הם תפיסת אותות סביבתיים וויסות תגובות חילוף החומרים הפלסטיות.
מעמדים וחרוטים: מבנה ופונקציות
קולטני הרשתית הללו מגיבים לגירויים של אור - פוטונים, הגורמים לתהליך העירור בקצות העצבים. הם מכילים פיגמנטים מיוחדים: יודפסין (קונוסים) ורודופסין (מוטות). מוטות מגורים מאור הדמדומים ואינם מסוגלים להבחין בין צבעים. קונוסים אחראים על ראיית הצבע ומחולקים לשלושה סוגים, שכל אחד מהם מכיל פוטופיגמנט נפרד. לפיכך, תפקידו של קולטן העין תלוי באילו חלבונים רגישים לאור הוא מכיל. מוטות אחראים לתפיסה חזותית באור נמוך, בעוד קונוסים אחראים לחדות הראייה ולתפיסת הצבע.
עור הוא איבר חישה
קצות העצבים של נוירונים הנכנסים לדרמיס שונים במבנה שלהם ומגיבים לגירויים סביבתיים שונים: טמפרטורה, לחץ, צורת פני השטח. תפקידם של קולטני העור הוא לתפוס ולהפוך גירויים לדחפים חשמליים (תהליך של עירור). קולטני הלחץ כוללים גופי מייסנר הממוקמים בשכבה האמצעית של העור - הדרמיס, המסוגל לדללהבחנה של גירויים (בעלי סף נמוך של רגישות).
גופי פאצ'יני שייכים לקולטנים. הם ממוקמים בשומן התת עורי. תפקידי הקולטן - כאב נוציצפטור - הם הגנה מפני גירויים פתוגניים. בנוסף לעור, קצות עצבים כאלה ממוקמים בכל האיברים הפנימיים ונראים כמו תהליכים אפרנטיים מסועפים. ניתן למצוא תרמורצפטורים גם בעור וגם באיברים פנימיים - כלי דם, חלקים ממערכת העצבים המרכזית. הם מסווגים לחום וקור.
הפעילות של סיומות חושים אלה יכולה לגדול ותלויה באיזה כיוון ובאיזה מהירות משתנה הטמפרטורה של פני העור. לכן, תפקידיהם של קולטני העור מגוונים ותלויים במבנה שלהם.
מנגנון של תפיסה של גירויים שמיעתיים
קולטנים חיצוניים הם תאי שיער הרגישים מאוד לגירויים נאותים - גלי קול. הם נקראים מונומודאליים והם רגישים משני. הם ממוקמים באיבר של קורטי של האוזן הפנימית, בהיותם חלק מהשבלול.
מבנה העוגב של קורטי דומה לנבל. קולטנים שמיעתיים שקועים בפרילימפה ויש להם קבוצות של מיקרוווילי בקצותיהם. תנודות הנוזל גורמות לגירוי של תאי השיער, שהופכים לתופעות ביו-חשמליות - דחפים עצביים, כלומר תפקידי קולטן השמיעה - זוהי תפיסת האותות בצורת גלי קול, והפיכתם לתהליך.עוררות.
צור קשר עם בלוטות הטעם
לכל אחד מאיתנו יש העדפה לאוכל ושתייה. את מגוון הטעמים של מוצרי המזון אנו תופסים בעזרת איבר הטעם - הלשון. הוא מכיל ארבעה סוגים של קצות עצבים, הממוקמים באופן הבא: בקצה הלשון - בלוטות הטעם המבחינות בין מתוק, בשורשו - מר, ומבחינים קולטנים מלוחים וחמוצים על הדפנות הצדדיות. חומרים מגרים לכל סוגי קצוות הקולטן הם מולקולות כימיות הנתפסות על ידי המיקרוווילי של בלוטות הטעם הפועלות כאנטנות.
תפקידו של קולטן הטעם הוא לפענח גירוי כימי ולתרגם אותו לדחף חשמלי שעובר לאורך העצבים עד לאזור הטעם של קליפת המוח. יש לציין כי הפפילות פועלות במקביל לקצות העצבים של מנתח הריח הממוקם בקרום הרירי של חלל האף. הפעולה המשותפת של שתי מערכות החישה מגבירה ומעשירה את תחושות הטעם של האדם.
חידת הריח
בדיוק כמו הטעם, מנתח הריח מגיב עם קצות העצבים שלו למולקולות של כימיקלים שונים. עצם המנגנון שבו תרכובות ריחניות מגרים את נורות הריח עדיין לא מובן במלואו. מדענים מציעים שמולקולות איתות ריחות מקיימות אינטראקציה עם נוירונים תחושתיים שונים ברירית האף. חוקרים אחרים מייחסים את הגירוי של קולטני ריח לעובדה שלמולקולות איתות יש קבוצות תפקודיות משותפות (לדוגמה, אלדהידאו פנולי) עם חומרים הכלולים בנוירון הסנסורי.
תפקידיו של קולטן הריח הם בתפיסת הגירוי, ההתמיינות שלו ותרגומו לתהליך של עירור. המספר הכולל של נורות הריח בקרום הרירי של חלל האף מגיע ל-60 מיליון, וכל אחת מהן מצוידת במספר רב של ריסים, שבגללם שטח המגע הכולל של שדה הקולטן עם מולקולות של חומרים כימיים - ריחות.
קצות העצבים של המנגנון הוסטיבולרי
באוזן הפנימית ישנו איבר שאחראי על התיאום והעקביות של פעולות מוטוריות, שמירה על הגוף במצב של שיווי משקל, וגם משתתף ברפלקסים מכוונים. יש לו צורה של תעלות חצי מעגליות, נקרא מבוך והוא קשור אנטומית לאיבר של קורטי. בשלוש תעלות עצם יש קצות עצבים שקועים באנדולימפה. כאשר מטים את הראש והגו, הוא מתנודד, מה שגורם לגירוי בקצות קצות העצבים.
קולטנים וסטיבולריים עצמם - תאי שיער - נמצאים במגע עם הממברנה. הוא מורכב מגבישים קטנים של סידן פחמתי - otoliths. יחד עם האנדולימפה, הם גם מתחילים לנוע, מה שמשמש כמגרה לתהליכים העצבים. התפקידים העיקריים של קולטן התעלה החצי-מעגלית תלויים במיקומו: בשקיות, הוא מגיב לכוח המשיכה ושולט באיזון הראש והגוף במנוחה. סיומות תחושתיים הממוקמים באמפולות של איבר שיווי המשקל שולטות בשינוי בתנועות חלקי הגוף (כוח משיכה דינמי).
תפקיד הקולטנים בהיווצרותקשתות רפלקס
כל תורת הרפלקסים, ממחקריו של ר' דקארט ועד לתגליות היסוד של I. P. Pavlov ו-I. M. Sechenov, מבוססת על הרעיון של פעילות עצבית כתגובה נאותה של הגוף להשפעות של גירויים של הסביבה החיצונית והפנימית, המבוצעים בהשתתפות מערכת העצבים המרכזית - המוח וחוט השדרה. תהיה התשובה אשר תהיה, פשוטה, למשל, טלטלה בברך, או מורכבת כמו דיבור, זיכרון או חשיבה, החוליה הראשונה שלה היא קליטה - תפיסה והבחנה של גירויים לפי כוחם, משרעת, עוצמתם.
הבחנה כזו מתבצעת על ידי מערכות חושיות, ש-IP Pavlov כינה "מחושים של המוח". בכל מנתח, הקולטן מתפקד כאנטנות הלוכדות ובודקות גירויים סביבתיים: גלי אור או קול, מולקולות כימיות וגורמים פיזיקליים. הפעילות הנורמלית מבחינה פיזיולוגית של כל מערכות החישה ללא יוצא מן הכלל תלויה בעבודת המדור הראשון, הנקרא היקפי, או קולטן. כל קשתות הרפלקס (רפלקסים) ללא יוצא מן הכלל נובעות ממנו.
Plectrums
אלו חומרים פעילים ביולוגית המבצעים העברת עירור מנוירון אחד למשנהו במבנים מיוחדים - סינפסות. הם מופרשים על ידי האקסון של הנוירוציט הראשון, ופועלים כמגרה, גורמים לדחפים עצביים בקצוות הקולטנים של תא העצב הבא. לכן, המבנה והתפקודים של מתווכים וקולטנים קשורים זה בזה. יתר על כן, כמהנוירוציטים מסוגלים להפריש שניים או יותר משדרים, כגון חומצות גלוטמיות ואספרטיות, אדרנלין ו-GABA.
