Механизм возбуждения обонятельных рецепторов

Общие механизмы возбуждения рецепторов

Механизм возбуждения обонятельных рецепторов

При действии стимула в рецепторе происходит преобразование энергии внешнего раздражения в рецепторный сигнал (трансдукция сигнала). Этот процесс включает в себя три основных этапа:

  1. взаимодействие стимула с рецепторной белковой молекулой, которая находится в мембране рецептора;
  2. усиление и передачу стимула в пределах рецепторной клетки
  3. открывание находящихся в мембране рецептора ионных каналов, через которые начинает течь ионный ток, что, как правило, приводит к деполяризации клеточной мембраны рецепторной клетки (возникновению так называемого рецепторного потенциала).

Чувствительность рецепторных элементов к адекватным раздражителям, к восприятию которых они эволюционно приспособлены, предельно высока. Так, обонятельный рецептор может возбудиться при действии одиночной молекулы пахучего вещества, фоторецептор – при действии одиночного кванта света.

Механизм возбуждения рецепторов связан с изменением проницаемости клеточной мембраны для ионов калия и натрия. Когда раздражение достигает пороговой величины, возбуждается сенсорный нейрон, посылающий импульс в центральную нервную систему.

Можно сказать, что рецепторы кодируют поступающую информацию в виде электрических сигналов. Сенсорная клетка посылает информацию по принципу «всё или ничего» (есть сигнал / нет сигнала).

При действии стимула на рецепторную клетку в белково-липидном слое мембраны проис­ходит изменение пространственной конфигурации белковых рецепторных молекул.

Это приводит к изменению проницаемости мембраны для определенных ионов, чаще всего для ионов на­трия, но в последние годы открыта еще и роль калия в этом процессе. Возникают ионные токи, изменяется заряд мембраны и происходит генерация рецепторного потенциала (РП). А далее процесс возбуждения протекает в разных рецепторах по-разному.

В первично чувствующих рецепторах, которые являются свобод­ными голыми окончаниями чувствительного нейрона (обонятель­ных, тактильных, проприоцептивных), РП воздействует на со­седние, наиболее чувствительные участки мембраны, где гене­рируется потенциал действия (ПД), который далее в виде им­пульсов распространяется по нервному волокну. Таким образом, когда рецепторный потенциал достигает определенной величины, на его фоне возникает распространяющийся ПД. Преобразование энергии внешнего стимула в ПД в первичных рецепторах может происходить как непосредственно на мембране, так и при учас­тии некоторых вспомогательных структур.

Рецепторный и распространяющийся потенциалы возникают в первичных рецепторах в одних и тех же элементах.

Так, в расположенных в коже окончаниях отростка сенсорного нейрона при действии раздражителя сначала формируется рецепторный потенциал, под влиянием которого в ближайшем перехвате Ранвье возникает распространяющийся потенциал.

Следовательно, в первичных рецепторах рецепторный потенциал является причиной возникновения — генерации — распространяющегося ПД, поэтому его называют еще генераторным

Так, например, про­исходит в тельце Пачини. Рецептор здесь представлен голым окончанием аксона, которое окружено соединительнотканной кап­сулой. При сдавливании тельца Пачини регистрируется РП, ко­торый далее преобразуется в импульсный ответ афферентного волокна.

Во вторично чувствующих рецепторах, которые пред­ставлены специализированными клетками (зрительные, слухо­вые, вкусовые, вестибулярные), РП приводит к образованию и выделению медиатора из пресинаптического отдела рецепторной клетки в синаптическую щель рецепторно-афферентного синапса.

Этот медиатор воздействует на постсинаптическую мем­брану чувствительного нейрона, вызывает ее деполяризацию и образование постсинаптического потенциала, который называ­ют генераторным потенциалом (ГП). ГП, воздействуя на внесинаптические участки мембраны чувствительного нейрона, обус­ловливает генерацию ПД.

ГП может быть как де-, так и гиперпо­ляризационным и соответственно вызывать возбуждение или тор­мозить импульсный ответ афферентного волокна.

Во вторичных рецепторах рецепторный и генераторный потенциалы не являются однозначными понятиями: рецепторный потенциал возникает в рецепторных образованиях, а генераторный—в конечных разветвлениях отростка сенсорного нейрона.

Наличие генераторных потенциалов было установлено для всех рецепторных образований. Это позволило сделать вывод о том, что пусковым механизмом для возникновения нервных импульсов является генераторный потенциал рецепторов.

Его амплитуда возрастает в логарифмической зависимости от интенсивности раздражена.

Потенциалы действия, возникающие на фоне генераторного потенциала. 1 — генераторный потенциал; 2 — потенциалы действия. Стрелками обозначены моменты включений и выключения раздражения

В свою очередь, частота возникающих распространяющихся импульсов прямо пропорциональна величине генераторного потенциала, так что в конечном результате она находится тоже в логарифмической зависимости от интенсивности раздражения. Следовательно, уже на периферии происходит анализ раздражителя по силе: чем сильнее раздражитель, тем больше генераторный потенциал и частота возникающих потенциалов действия и тем интенсивнее возникающее ощущение.

Спонтанная активность рецепторных образований и их реакции на раздражение. Для всех рецепторных образований характерна спонтанная, или самопроизвольная, активность. Она проявляется в генерации ПД без нанесения раздражений.

Спонтанная активность служит источником деятельного состояния ретикулярной формации и создает возможность проявлять реакции на раздражения в двух направлениях: возбуждения и торможения. При возбуждении активность усиливается, при торможении уменьшается.

Это обеспечивает известную гибкость системы, воспринимающей различные раздражения.

Торможение и адаптация. Для деятельности анализаторов характерно наличие торможения уже в периферическом его отделе.

Торможение обнаружено в рецепторных образованиях разных анализаторов и у разных представителей мира животных. Торможение в рецепторных образованиях органов чувств способствует периферическому анализу раздражений.

Так, в зрительном анализаторе оно обеспечивает контрастность изображения путем подчеркивания линий и контуров предметов.

Всем рецепторам свойственна адаптация к действующему раздражителю. Адаптацией называют снижение чувствительности анализатора к постоянно действующему раздражению.

Субъективно она проявляется в уменьшении интенсивного ощущения или в полном его исчезновении, а объективно — в уменьшении числа импульсов, идущих по афферентному нерву раздражаемого анализатора. Раздражитель, действующий постоянно, перестает раздражать.

Поэтому в помещении, где имеется какое-либо пахучее вещество, сначала очень сильно ощущение его запаха, а через некоторое время оно исчезает.

Биологическое значение адаптации заключается в том, что нейроны центральной нервной системы, быстро освобождаясь от одного вида деятельности, способны все время воспринимать новые раздражения, т. е. осуществлять реакцию на изменения, происходящие в окружающей среде.

Схема зависимости различительной способности от перекрытия рецептивных полей. От пункта А возбуждение идет по двум афферентным волокнам, а от пунктов Б и В — по одному. Это способствует различению двух раздражений, наносимых одновременно в точках А и Б одного рецептивного поля или А и В второго

В разных рецепторах скорость адаптации неодинакова. Очень быстро возникает адаптация в рецепторных образованиях глаза и уха, а в двигательном анализаторе ее скорость невелика, так как постоянная импульсация от рецепторов мышц необходима для коррекции движения.

Рецептивное поле анализатора и чувствительность рецепторных образований. Для каждого анализатора характерно наличие цептивного поля.

Им называют воспринимающий раздражения участок поверхности, в котором разветвляется афферентное нервное волокно одной нервной клетки.

Площадь рецептивных участков различна не только для разных анализаторов, но широко варьирует в пределах каждого из них.

С величиной рецептивного поля связана чувствительность действующему раздражителю. Экспериментально было показано, что для возникновения возбуждения в нейроне недостаточно активности одного рецепторного элемента. При действии раздражителя происходит суммация эффектов раздражения в элементах данного рецептивного поля.

Причем установлено, что интенсивность раздражителя в известных пределах взаимозаменяема с площадью раздражаемого участка. Чем больше площадь суммации, тем менее интенсивным может быть раздражитель для вызова одного и того же эффекта. Таким образом, величиной рецептивного поля определяется интенсивность возникающей реакции и способность к восприятию слабых раздражений.

Способность различать две точки пространства как раздельные при увеличении рецептивного поля, наоборот, падает.

При большом рецептивном поле одновременно нанесение раздражения на две его точки, даже далеко расположенные, воспринимается как одно, ибо они адресуются к одной и той же нервной клетке.

Недостаточная различительная способность частично компенсируется взаимным перекрытием рецептивных полей.

Чувствительность рецепторных образований. Все рецепторные образования очень чувствительны к адекватным раздражениям, и нечувствительны к неадекватным.

Возьмите линейку (или другой предмет) и мягко ударяйте себя по плечам,рукам и т.д., стараясь как можно быстрее и четче восстановить ощущения после прикосновения линейкой.

Довести ощущения до пятого уровня. Постарайтесь натренироваться до уровня,когда ощущения будут повторяться мгновенно по Вашему желанию.

За время тренировок нужно поменять 20-30 различных предметов (ремень,вата,игла и т.д.).

Page 3

Возьмите пять дощечек с наклеенными на них различными материалами. Попросите, чтобы Вам подобранными заранее предметами (металлическими, деревянными, стеклянными, пластмассовыми и т.д.) ударяли, допустим, о стол. В это время Вы должны, положив правую руку поочередно на каждую из дощечек, воспринимать и запоминать (один звук – одну дощечку).

Например, о стол ударили стеклянным предметом, соответственно Вы услышали удар стекла о стол. В это же время Вы рукой воспринимаете клеенку, наклеенную на дощечку.

Представьте, что Вы касаетесь с закрытыми глазами клеенки, которая при каждом прикосновении издает “стеклянный” звук, т.е. Вы можете представить, скажем, рюмку, сделанную из клеенки, и таким образом запомнить ощущение.

Затем, когда Вы будете воспроизводить этот образ, Вы сможете считать звук и материал.

Цель упражнения – достигнуть состояния, когда Вы будете воспринимать звук в виде тактильных и слуховых ощущений, т.е. при восприятии определенного звука Вы должны ощутить прикосновение соответствующего материала.

Page 4

В течение трех-десяти минут в состоянии “пустоты” в голове смотрите внимательно на предмет (смотреть лучше в центр, стараясь охватить весь предмет или часть тела). Затем закройте на 3-4 минуты глаза и постарайтесь вызвать соответствующий образ как можно ярче и четче.

Желательно, чтобы он был цветной. Повторите 5-10 раз за один подход, постоянно сличая с оригиналом. Не забывайте каждый новый раз выполнять по-другому, не допускайте однообразных повторов.

С каждым разом ищите новое, которое должно переходить в состояние удивления и поднимать Ваше общее состояние на качественно новую ступень.

Основные задачи упражнения: проработать (прочувствовать) все части тела, достигнув не менее чем четвертого уровня по шкале воображения. Когда Вы четко научились видеть запечатленный предмет с закрытыми глазами, переходите к следующему упражнению.

В течении 3-10 минут (сколько удастся смотреть на предмет до появления первой мысли) смотрите на предмет, выполняя все вышеуказанные рекомендации.

Затем отвернитесь от предмета на 180 градусов и смотрите на заранее приготовленный белый лист бумаги, стараясь вызвать соответствующий образ.

Тренируясь таким образом, нужно достигнуть шестого уровня по шкале воображения. Когда Вы легко будете удерживать различные предметы, переходите к запечатлению картин, открыток и т.д.

Когда получится с картинами, переходите к отдельным буквам, слогам, словам, словосочетаниям, предложениям, абзацам, постепенно дойдя до страницы (запечатление букв книжных размеров).

Когда достигнете четкого запечатления слова, можете переходить к следующему упражнению.

Перед каждым упражнением закрывайте глаза и проигрывайте в воображении до мельчайших деталей его выполнение, воображая нужный Вам результат. Этот способ позволяет повысить эффективность интеллектуальных и физических упражнений в два-три раза. Учтите, что любое упражнение без мысли малоэффективно.

Источник: https://www.braintools.ru/article/9590

Вкусовые и обонятельные рецепторы

Механизм возбуждения обонятельных рецепторов

Мозг человека постоянно принимает и перерабатывает сигналы, поступающие из внешнего мира с помощью специальных систем, называемых анализаторами. Их строение и особенности работы были детально изучены гениальным российским ученым И. П. Павловым. Оказалось, что в состав всех сенсорных систем входят три структуры: периферический отдел, проводниковый и корковый.

Например, в анализаторе, воспринимающем запахи, первая часть представлена обонятельными рецепторами, затем следуют нервы, и, наконец, последняя часть включает в себя участок в коре большого мозга.

Нервные клетки, первыми воспринимающие раздражители (различные запахи), находятся в слизистой оболочке полости носа, а рецепторы, различающие вкус – на поверхности слизистой оболочки рта и языка.

Причем горький, сладкий, соленый и кислый вкус мы ощущаем различными их участками.

В нашей статье мы выясним, что представляют собой вкусовые и обонятельные рецепторы, а также определим физиологический механизм возникновения соответствующих ощущений в организме человека.

Что такое рецептор?

Данный термин, используемый в физиологии высшей нервной деятельности, начиная с исследований П. Эрлиха и П. Анохина, имеет несколько значений. Наиболее информативным является следующее: рецептор – это элемент нервной или эндокринной системы, способный присоединять и связывать биологические вещества-медиаторы, имеющие химическую или нейрогенную природу.

Согласно теории нервных окончаний, это образование пространственно совпадает с молекулой пахучего или вкусового вещества, как ключ и замок. Это является сигналом для возникновения в обонятельных рецепторах, расположенных в периферическом отделе анализатора, процесса возбуждения.

Оно передается далее в следующие части обонятельной воспринимающей системы, в которых и происходит анализ поступившей информации.

Строение нервной клетки

Нейроцит имеет не только тело, но и два вида отростков. Аксон – очень длинное окончание, которое служит для передачи уже возникших в коротких веточках (дендритах) нервных импульсов.

Их комплекс с опорными клетками эпителиального происхождения и межклеточным веществом, глией, и будет иметь вид рецепторного образования.

Принцип действия различных их видов, например, нервных окончаний, воспринимающих химические вещества, к которым относятся обонятельные рецепторы, сводится в конечном итоге к передаче возбуждения в корковый отдел головного мозга. Рассмотрим его далее.

Механизм рецепторной активности

Его можно представить в следующем виде: вначале происходит восприятие раздражений и изменение под их действием поляризации своей мембраны. Возможна также и модификация пространственной конфигурации сигнальных белков, расположенных на поверхности дендритов.

Все это вызывает генерацию потенциалов действия и, как следствие, появление в нейроне нервных импульсов. Как выяснилось, обонятельные рецепторы способны улавливать мизерное количество молекул различных газообразных веществ, т. е. они имеют низкий порог чувствительности.

Как же влияет восприятие этих соединений на состояние нашего организма?

В произведении В. Пикуля “Душистая симфония жизни” бедный парфюмер безуспешно добивался руки и сердца главной героини. Чтобы досадить своему сопернику (известному певцу), он придумал следующее.

Юноша принес на концерт большую корзину душистых фиалок и водрузил ее на крышку рояля. Артисту не удалось взять ни одной высокой ноты, и его премьера провалилась.

Парфюмер, оказывается, точно знал, что обонятельные рецепторы человека, улавливающие запах фиалки, влияют на ые связки, нарушая их работу.

Действительно, обонятельный анализатор – один из наиболее чувствительных и недостаточно изученных видов сенсорных систем. Его деятельность тесно связана с восприятием вкуса и сильно влияет на эмоциональное и физическое состояние организма человека.

На этом свойстве обоняния возникла такая отрасль медицины, как ароматерапия. Известно, что запахи лаванды и розмарина, которые воспринимают обонятельные рецепторы, успокаивают нервную систему и снимают стресс.

Аромат лимона способствует концентрации внимания, а эвкалипт и жасмин повышают работоспособность.

Хеморецепторные сенсорные системы

Обонятельный анализатор трансформирует раздражения, вызванные частицами химических веществ, в ощущения запаха. Он помогает человеку улавливать в воздухе токсичные, опасные для здоровья соединения или определять непригодные к еде пищевые продукты.

Это жизненно необходимо и является защитным приспособительным свойством организма. Так, едкий, раздражающий слизистые оболочки дыхательных путей и легких запах аммиака обонятельный рецептор воспринимает в дозе всего 70 молекул в 1 мл воды.

Являясь хеморецептором, он передает возбуждение в обонятельный нерв. Оттуда нервные импульсы поступают в глубину височной доли коры головного мозга, где локализуется обонятельная зона.

Отметим также, что ворсинки рецепторов, воспринимающих запахи, способны реагировать на минимальные концентрации химических веществ: от 2 до 8 молекул в 1 мл воздуха.

Нос как орган обоняния

В слизистой оболочке верхних и частично средних носовых ходов, на площади от 2,6 до 5 см2, располагаются нейроциты, группами по 8-10 клеток. Они связаны с опорными клеточными элементами и имеют волоски, содержащие внутри фибриллы. Обонятельные клетки содержат в цитоплазме большое количество молекул РНК.

Это связано с высоким обменом веществ и активно протекающими реакциями биосинтеза белка. Отростки-дендриты непосредственно контактируют с молекулами пахучих газообразных веществ. Это обонятельные рецепторы. Химические соединения играют роль раздражителей, под действием которых мембраны нервных клеток деполяризуются.

Этот процесс может замедляться из-за воспалительных реакций, возникающих вследствие респираторных или аллергических заболеваний верхних дыхательных путей. Эпителиальная оболочка носа набухает, секретируя избыточное количество слизи.

Это приводит к снижению чувствительности нервных окончаний и ухудшению различения запахов, вплоть до полной потери обонятельных, а также вкусовых ощущений.

От чего зависит чувствительность рецепторов?

Обонятельные рецепторы находятся в слизистой оболочке верхних дыхательных путей, поэтому на возникновение определенных ощущений запаха влияет прежде всего концентрация пахучего вещества, находящегося во вдыхаемом воздухе. Так, густое масло, выжатое из лепестков розы, имеет малоприятный, трудно определяемый запах. Тонкий аромат роз появляется только при сильном разбавлении масляного концентрата.

Специалисты выделяют шесть базовых ощущений. К ним относятся запахи: смолистый, цветочный, пряный, гнилостный, фруктовый, горелый. По физиологическим характеристикам восприятия выявляют чистые, раздражающие и смешанные запахи. Чувствительность нервных окончаний к ним снижается, если человек является курильщиком или злоупотребляет алкоголем.

Научные теории возникновения обоняния

Среди ученых нет единого взгляда на сущность механизма восприятия запахов. Наиболее признанной можно считать стереохимическую теорию, согласно которой главная роль в определении химического раздражителя принадлежит нервным окончаниям нейронов.

Обонятельные рецепторы – это своеобразные антенны, улавливающие молекулы запаха и изменяющие структуру собственных мембранных белков в соответствии с пространственной конфигурацией частиц химических соединений. Вследствие этого процесса мембрана нейрона поляризуется, и возникает нервный импульс, т. е.

возникновение запаха имеет двойственную природу: химическую и нейрогенную.

Отметим также, что в объяснении возникновения запаха ученые применяют понятие обонятельного пигмента. Это вещество имеет такой же принцип действия, как родопсин и йодопсин – соединения, входящие в состав зрительных рецепторов сетчатки глаза: палочек и колбочек.

Активные молекулы обонятельного пигмента содержат электроны в возбужденном состоянии, так как пахучие вещества вызывают и переход заряженных частиц на более высокие энергетические уровни.

Возвращаясь на стационарные орбиты, электроны излучают квант энергии, обеспечивающий возникновение возбуждения в нервном окончании обонятельного нейрона.

Методы определения остроты обоняния

Некоторые профессии (например, парфюмера или дегустатора) требуют повышенной чувствительности органов обоняния и вкуса.

Сильная чувствительность рецепторов обонятельного анализатора к запахам часто является врожденным свойством организма человека, однако она может развиться и после длительных тренировок. Существует тест, который проводят прибором – ольфактометром.

Он определяет порог восприятия: минимальное количество вещества, способное вызвать соответствующее обонятельное ощущение.

Его используют в постановке диагноза аносмии, для вычисления предельно допустимых концентраций токсичных летучих веществ в выбросах промышленного производства. Необходимо применение ольфактометрии в работе санитарно-эпидемиологических лабораторий для установления причин возникновения массовых отравлений на предприятиях, в местах общественного питания, в школах.

Источник: https://FB.ru/article/338485/vkusovyie-i-obonyatelnyie-retseptoryi

Механизм возбуждения обонятельных рецепторов

Механизм возбуждения обонятельных рецепторов

Мозг человека постоянно принимает и перерабатывает сигналы, поступающие из внешнего мира с помощью специальных систем, называемых анализаторами. Их строение и особенности работы были детально изучены гениальным российским ученым И. П. Павловым. Оказалось, что в состав всех сенсорных систем входят три структуры: периферический отдел, проводниковый и корковый.

Например, в анализаторе, воспринимающем запахи, первая часть представлена обонятельными рецепторами, затем следуют нервы, и, наконец, последняя часть включает в себя участок в коре большого мозга.

Нервные клетки, первыми воспринимающие раздражители (различные запахи), находятся в слизистой оболочке полости носа, а рецепторы, различающие вкус – на поверхности слизистой оболочки рта и языка.

Причем горький, сладкий, соленый и кислый вкус мы ощущаем различными их участками.

В нашей статье мы выясним, что представляют собой вкусовые и обонятельные рецепторы, а также определим физиологический механизм возникновения соответствующих ощущений в организме человека.

Мир запахов

В произведении В. Пикуля «Душистая симфония жизни» бедный парфюмер безуспешно добивался руки и сердца главной героини. Чтобы досадить своему сопернику (известному певцу), он придумал следующее.

Юноша принес на концерт большую корзину душистых фиалок и водрузил ее на крышку рояля. Артисту не удалось взять ни одной высокой ноты, и его премьера провалилась.

Парфюмер, оказывается, точно знал, что обонятельные рецепторы человека, улавливающие запах фиалки, влияют на ые связки, нарушая их работу.

Действительно, обонятельный анализатор – один из наиболее чувствительных и недостаточно изученных видов сенсорных систем. Его деятельность тесно связана с восприятием вкуса и сильно влияет на эмоциональное и физическое состояние организма человека.

На этом свойстве обоняния возникла такая отрасль медицины, как ароматерапия. Известно, что запахи лаванды и розмарина, которые воспринимают обонятельные рецепторы, успокаивают нервную систему и снимают стресс.

Аромат лимона способствует концентрации внимания, а эвкалипт и жасмин повышают работоспособность.

Медицина и здоровье
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: