Рецептор предназначен не только для восприятия сигналов раздражителей, но и для первичного анализа этих сигналов. Рецептор находится на периферии нервной системы.

Функции рецепторов:

1.Сигнализировать о действиях на организм внешних и внутренних раздражителей.

2.На уровне рецептора происходит преобразование физической энергии раздражителя в физиологический процесс нервного возбуждения. Результатом этого возбуждения является образование нервного импульса.

3.На уровне рецептора начинается примитивный анализ поступающих раздражений.

Классификации рецепторов:

В связи с большим количеством поступающей информации существует такое же количество рецепторов.

I. В зависимости от того, сколько раздражителей может воспринимать рецептор:

Мономодальные (воспринимают 1 вид раздражителя);

Полимодальные (воспринимают несколько раздражителей).

Пример мономодальных (органы слуха, зрительные рецепторы).

II. В зависимости от источника информации все рецепторы делятся на 3 больших группы:

1. Экстерорецепторы воспринимают сигналы из внешней среды.

2. Интерорецепторы воспринимают информацию из внутренней среды организма.

3. Проприорецепторы находятся в связках, мышцах, надкостнице. Благодаря им центральная нервная система получает информацию о состоянии опорно-двигательного аппарата.

Среди экстерорецепторов выделяют:

Дистактные, для возбуждения которых не нужен контакт с раздражителем, они возбуждаются на расстоянии.

Контактные, возбуждаются при непосредственном контакте с раздражителем.

III. По характеру формирующихся ощущений рецепторы делятся на:

1. зрительные;

2. вкусовые;

3. слуховые;

4. обонятельные.

IV. В зависимости от того с какой энергией раздражителя сталкивается рецептор, выделяют:

1. хеморецепторы (если раздражитель химическое вещество);

2. механорецепторы (если раздражитель механическое вещество);

3. фоторецепторы;

4. болевые рецепторы.

V. По функционированию все рецепторы делятся на 2 группы:

1. первичновоспринимающие (первичные);

2. вторичновоспринимающие (вторичные).

Первичновоспринимающие рецепторы вступают в контакт с раздражителем непосредственно, т.е. при действии раздражителя на мембране такого рецептора первично начинается генерация (образование) рецепторного потенциала (РП). Она связана с изменением проницаемости мембраны для ионов натрия. Натрий начинает активно поступать во внутреннюю среду и происходит деполяризация (изменение зарядов мембраны). При достижении РП определённой величины он постепенно перерастает в генераторный потенциал (ГП). Этот процесс происходит на мембране первичного рецептора, ГП является причиной возникновения потенциала действия (ПД) = нервный импульс. ПД несёт информацию в ЦНС о действующем на рецептор раздражитель. По такому принципу работают проприорецепторы и рецепторы обоняния.

Вторичновоспринимающие рецепторы отличаются от первичных строением и физиологией. Первичный рецептор представляет собой окончание нервного волокна, вторичный в своём составе помимо нервного волокна имеет особую специализированную клетку, которая называется рецептирующей. Вторичный рецептор воспринимает информацию вторично. Первичная информация идёт на рецептирующую клетку. Под действием стимула на мембране рецептирующей клетки возникает РП. Рецептирующая клетка контактирует с чувствительным волокном посредством синапса. Между рецептирующей клеткой и чувствительным волокном имеется синоптическая щель. В эту щель выделяется медиатор. Выделившийся медиатор связывается с рецепторами мембраны чувствительного волокна и вызывает деполяризацию мембраны, которая проводит к образованию ГП. Т.о., во вторичном рецепторе РП образуется на рецептирующей клетке, а ГП на чувствительном волокне. ГП является причиной возникновения первичного импульса на мембране рецептора.

Свойства рецепторов

1. Специфичность. В процессе эволюции на определенные виды раздражителей рецепторов выработалась более эффективная реакция ответа. Многие из них стали специализированными, т.е. способными отвечать на свой вид раздражителя (палочки и колбочки на свет). Те раздражители, к которым рецепторы эволюционно приспособлены, называются адекватными. Помимо адекватных раздражителей на рецепторы могут действовать и неадекватные раздражители. В этом случае, чтобы рецепторы отреагировали на них необходимо, чтобы их сила была очень большой (например, достаточно небольшого раздражителя для реакции полочек и колбочек, при ударе по глазам человек тоже видит вспышки света).

2. Широкий диапазон чувствительности. Установлено, что человеческое ухо воспринимает диапазон от 16 до 20 тыс. Герц.

3.Адаптация. Она связана с защитной функцией. Установлено, Что при действии постоянного раздражителя, чувствительность рецептора снижается. Наивысшей чувствительностью рецептор обладает в начале действия раздражителя и в конце. Адаптация имеет охранительное значение для нервной системы, так как она отсеивает ненужные, избыточные сигналы.

Рецептор (от латинского слова - принимающий) в биологии имеет два значения. В первом значении рецепторами называют чувствительные нервные окончания или специализированные клетки, воспринимающие раздражения из внешней или внутренней среды и преобразующие их в нервное возбуждение, передаваемое в виде потока нервных импульсов в центральную нервную систему организма.

Различают первичные рецепторы, представляющие собой простые нервные окончания отростков центростремительных нервных клеток - нейронов, и вторичные рецепторы, имеющие специализированные клетки для восприятия определенного раздражения. К первичным рецепторам относятся, например, нервные окончания в коже, воспринимающие осязательные и болевые раздражения, а ко вторичным - обонятельные клетки носовой полости, колбочки и палочки сетчатки глаза, воспринимающие свет. Палочки - это видоизменившиеся эпителиальные клетки, содержащие вещества, способные распадаться под действием света. Образующиеся продукты распада вызывают изменения активности этих клеток, которые регистрируются и обрабатываются нейронами сетчатки. В зависимости от степени возбуждения колбочек и палочек нейроны усиливают или ослабляют поток нервных импульсов, посылаемых в мозг. По аналогичному принципу работают и другие вторичные рецепторы, воспринимающие звуковые колебания, давление на кожу, положение тела в пространстве.

Различают экстрорецепторы (экстероцепторы), воспринимающие внешние раздражения: температуру, прикосновение, свет, звуки, вкус, запах и др.; интрорецепторы (интероцепторы), регистрирующие состояние внутренней среды организма: химический состав крови, ее давление на стенки сосуда, работу внутренних органов; проприорецепторы (проприоцепторы), воспринимающие натяжение сухожилий, изменение длины мышечных волокон, связочного аппарата. Рецепторы, воспринимающие механические воздействия, называют механорецепторами, химические раздражения - хеморецепторами, давление - барорецепторами.

Во втором значении этого термина рецепторами называют участки мембраны клеток, чувствительные к определенным веществам и передающие информацию о таком сигнале внутрь клетки. Фактически мембранные рецепторы - это особые молекулы белка, способные опознавать молекулы определенных соединений - белков, пептидов, низкомолекулярных гормонов, факторов роста и других веществ. В большинстве случаев соединение рецептора с сигнальной молекулой активирует специальный фермент. Рецепторы устроены так, что опознаваемые ими молекулы или части этих молекул способны входить в рецепторы, как ключ в замочную скважину. При этом состояние и деятельность клетки меняются. Например, рецепторы мышечных волокон, обеспечивающие автоматику сердечной деятельности, чувствительны к гормонам - адреналину и ацетилхолину. Первый гормон усиливает деятельность сердца, второй - ее тормозит.

Мембранные рецепторы функционируют также в местах соединения двух нервных клеток - синапсах. Нервное окончание одной клетки выделяет специальное вещество - медиатор (например, ацетилхолин). Рецепторы на поверхности другой клетки воспринимают этот сигнал и возбуждают вторую клетку.

Существуют несколько классификаций рецепторов:

По положению

• Экстерорецепторы (экстероцепторы) - расположены на поверхности или вблизи поверхности тела и воспринимают внешние стимулы (сигналы из окружающей среды)

  Интерорецепторы (интероцепторы) - расположены во внутренних органах и воспринимают внутренние стимулы (например, информацию о состоянии внутренней среды организма)

  • Проприорецепторы (проприоцепторы) - рецепторы опорно-двигательного аппарата, позволяющие определить, например, напряжение и степень растяжения мышц и сухожилий. Являются разновидностью интерорецепторов.

По способности воспринимать разные стимулы

• Мономодальные - реагирующие только на один тип раздражителей (например, фоторецепторы - на свет)

  Полимодальные - реагирующие на несколько типов раздражителей (например. многие болевые рецепторы, а также некоторые рецепторы беспозвоночных, реагирующие одновременно на механические и химические стимулы).

По адекватному раздражителю

• Хеморецепторы - воспринимают воздействие растворенных или летучих химических веществ.

  Осморецепторы - воспринимают изменения осмотической концентрации жидкости (как правило, внутренней среды).

  Механорецепторы - воспринимают механические стимулы (прикосновение, давление, растяжение, колебания воды или воздуха и т. п.)

  Фоторецепторы - воспринимают видимый и ультрафиолетовый свет

  Терморецепторы - воспринимают понижение (холодовые) или повышение (тепловые) температуры

  Болевые рецепторы , стимуляция которых приводит к возникновению боли. Такого физического стимула, как боль, не существует, поэтому выделение их в отдельную группу по природе раздражителя в некоторой степени условно. В действительности, они представляют собой высокопороговые сенсоры различных (химических, термических или механических) повреждающих факторов. Однако уникальная особенность ноцицепторов, которя не позволяет отнести их, например, к «высокопороговым терморецепторам», состоит в том, что многие из них полимодальны: одно и то же нервное окончание способно возбуждаться в ответ на несколько различных повреждающих стимулов .

  Электрорецепторы - воспринимают изменения электрического поля

  Магнитные рецепторы - воспринимают изменения магнитного поля

У человека имеются первые шесть типов рецепторов. На хеморецепции основаны вкус и обоняние, на механорецепции - осязание, слух и равновесие, а также ощущения положения тела в пространстве, на фоторецепции - зрение. Терморецепторы есть в коже и некоторых внутренних органах. Большая часть интерорецепторов запускает непроизвольные, и в большинстве случаев неосознаваемые, вегетативные рефлексы. Так, осморецепторы включены в регуляцию деятельности почек, хеморецепторы, восппринимающие pH, концентрации углекислого газа и кислорода в крови, включены в регуляцию дыхания и т.д.

Иногда предлагается выделять группу электромагнитных рецепторов, в которую включают фото-, электро- и магниторецепторы. Магниторецепторы точно не идентифицированы ни у одной группы животных, хотя предположительно ими служат некоторые клетки сетчатки птиц, а возможно, и ряд других клеток .

26г лаз (лат. oculus ) - сенсорный орган (орган зрительной системы ) человека и животных, обладающий способностью воспринимать электромагнитное излучение в световом диапазоне длин волн и обеспечивающий функцию зрения . У человека через глаз поступает около 90 % информации из окружающего мира .

Глаз позвоночных животных представляет собой периферическую частьзрительного анализатора , в котором фоторецепторную функцию выполняютнейроны - фотосенсорные клетки («нейроциты») сетчатой оболочки . Внутреннее строение

1. Задняя камера 2. Зубчатый край 3. Ресничная (аккомодационная ) мышца 4. Ресничный (цилиарный) поясок 5. Шлеммов канал 6. Зрачок 7. Передняя камера 8. Роговица 9. Радужная оболочка 10. Кора хрусталика 11. Ядро хрусталика 12. Цилиарный отросток 13. Конъюнктива 14. Нижняя косая мышца 15. Нижняя прямая мышца 16. Медиальная прямая мышца 17. Артерии и вены сетчатки 18. Слепое пятно 19. Твердая мозговая оболочка 20. Центральная артерия сетчатки 21. Центральная вена сетчатки 22. Зрительный нерв 23. Вортикозная вена 24. Влагалище глазного яблока 25. Жёлтое пятно 26. Центральная ямка 27. Склера 28. Сосудистая оболочка глаза 29. Верхняя прямая мышца 30. Сетчатка

Глазное яблоко состоит из оболочек, которые окружают внутреннее ядро глаза, представляющее его прозрачное содержимое - стекловидное тело , хрусталик , водянистая влага в передней и задней камерах.

Ядро глазного яблока окружают три оболочки: наружная, средняя и внутренняя.

Наружная - очень плотная фиброзная оболочка глазного яблока (tunica fibrosa bulbi ), к которой прикрепляются наружные мышцы глазного яблока , выполняет защитную функцию и благодаря тургору обусловливает форму глаза. Она состоит из передней прозрачной части - роговицы , и задней непрозрачной части белесоватого цвета - склеры .

Средняя, или сосудистая, оболочка глазного яблока (tunica vasculosa bulbi ), играет важную роль в обменных процессах, обеспечивая питание глаза и выведение продуктов обмена. Она богата кровеносными сосудами и пигментом (богатые пигментом клетки хориоидеи препятствуют проникновению света через склеру, устраняя светорассеяние). Она образована радужкой , ресничным телом и собственно сосудистой оболочкой . В центре радужки имеется круглое отверстие - зрачок, через которое лучи света проникают внутрь глазного яблока и достигают сетчатки (величина зрачка изменяется в результате взаимодействия гладких мышечных волокон - сфинктера и дилататора, заключённых в радужке и иннервируемых парасимпатическим и симпатическим нервами). Радужка содержит различное количество пигмента, от которого зависит её окраска - «цвет глаз ».

Внутренняя, или сетчатая, оболочка глазного яблока (tunica interna bulbi ), - сетчатка - рецепторная часть зрительного анализатора, здесь происходит непосредственное восприятие света, биохимические превращения зрительных пигментов, изменение электрических свойств нейронов и передача информации вцентральную нервную систему .

С функциональной точки зрения оболочки глаза и её производные подразделяют на три аппарата: рефракционный (светопреломляющий) и аккомодационный (приспособительный), формирующие оптическую систему глаза, и сенсорный (рецепторный) аппарат.

Рецепторах человека) раздражитель непосредственно воспринимается специализированными клетками эпителиального происхождения или видоизмененными нервными клетками (чувствительные элементы сетчатки), которые не генерируют нервных импульсов, а действуют на иннервирующие их нервные окончания, изменяя секрецию медиатора. В других случаях единственным клеточным элементом рецепторного комплекса является само нервное окончание, часто связанное со специальными структурами межклеточного вещества (например, тельце Пачини).

Принцип работы рецепторов

Стимулами для разных рецепторов могут служить свет , механическая деформация , химические вещества, изменения температуры , а также изменения электрического и магнитного поля. В рецепторных клетках (будь то непростредственно нервные окончания или специализированные клетки) соответствующий сигнал изменяет конформацию чувствительных молекул-клеточных рецепторов, что приводит к изменению активности мембранных ионных рецепторов и изменению мембранного потенциала клетки. Если воспринимающей клеткой является непосредственно нервное окончание (так называемые первичные рецепторы ), то обычно происходит деполяризация мембраны с последующей генерацией нервного импульса. Специализированные рецепторные клетки вторичных рецепторов могут как де-, так и гиперполяризоваться. В последнем случае изменение мембранного потенциала ведет к уменьшению секреции тормозного медиатора, действующего на нервное окончание и, в конечном счете, все равно к генерации нервного импульса. Такой механизм реализован, в частности, в чувствительных элементах сетчатки.

В качестве клеточных рецепторных молекул могут выступать либо механо-, термо- и хемочувствительные ионные каналы, либо специализированные G-белки (как в клетках сетчатки). В первом случае открытие каналов непосредственно изменяет мембранный потенциал (механочувствительные каналы в тельцах Пачини), во втором случае запускается каскад внутриклеточных реакций трансдукции сигнала, что ведет в конечном счете к открытию каналов и изменению потенциала на мембране.

Виды рецепторов

Существуют несколько классификаций рецепторов:

• По положению в организме

• • Экстерорецепторы (экстероцепторы) - расположены на поверхности или вблизи поверхности тела и воспринимают внешние стимулы (сигналы из окружающей среды)
  • Интерорецепторы (интероцепторы) - расположены во внутренних органах и воспринимают внутренние стимулы (например, информацию о состоянии внутренней среды организма)
    • Проприорецепторы (проприоцепторы) - рецепторы опорно-двигательного аппарата, позволяющие определить, например, напряжение и степень растяжения мышц и сухожилий. Являются разновидностью интерорецепторов.

• По способности воспринимать разные стимулы
  • Мономодальные - реагирующие только на один тип раздражителей (например, фоторецепторы - на свет)
  • Полимодальные - реагирующие на несколько типов раздражителей (например. многие болевые рецепторы, а также некоторые рецепторы беспозвоночных, реагирующие одновременно на механические и химические стимулы).

У человека имеются первые шесть типов рецепторов. На хеморецепции основаны вкус и обоняние, на механорецепции - осязание, слух и равновесие, а также ощущения положения тела в пространстве, на фоторецепции - зрение. Терморецепторы есть в коже и некоторых внутренних органах. Большая часть интерорецепторов запускает непроизвольные, и в большинстве случаев неосознаваемые, вегетативные рефлексы. Так, осморецепторы включены в регуляцию деятельности почек, хеморецепторы, восппринимающие pH, концентрации углекислого газа и кислорода в крови, включены в регуляцию дыхания и т.д.

Иногда предлагается выделять группу электромагнитных рецепторов, в которую включают фото-, электро- и магниторецепторы. Магниторецепторы точно не идентифицированы ни у одной группы животных, хотя предположительно ими служат некоторые клетки сетчатки птиц, а возможно, и ряд других клеток .

В таблице приведены данные о некоторых типах рецепторов

Рецепторы человека

Рецепторы кожи

• Болевые рецепторы.
• Тельца Пачини - капсулированные рецепторы давления в округлой многослойной капсуле. Располагаются в подкожно-жировой клетчатке. Являются быстроадаптирующимися (реагируют только в момент начала воздействия), то есть регистрируют силу давления. Обладают большими рецептивными полями , то есть представляют грубую чувствительность.
• Тельца Мейснера - рецепторы давления, расположенные в дерме . Представляют собой слоистую структуру с нервным окончанием, проходящим между слоями. Являются быстроадаптирующимися. Обладают малыми рецептивными полями , то есть представляют тонкую чувствительность.
• Тельца Меркеля - некапсулированные рецепторы давления. Являются медленноадаптирующимися (реагируют на всей продолжительности воздействия), то есть регистрируют продолжительность давления. Обладают малыми рецептивными полями .
• Рецепторы волосяных луковиц - реагируют на отклонение волоса.
• Окончания Руффини - рецепторы растяжения. Являются медленноадаптирующимися, обладают большими рецептивными полями .
• Колба Краузе - рецептор, реагирующий на холод.

Рецепторы мышц и сухожилий

• Мышечные веретена - рецепторы растяжения мышц, бывают двух типов:
  • с ядерной сумкой
  • с ядерной цепочкой
• Сухожильный орган Гольджи - рецепторы сокращения мышц. При сокращении мышцы сухожилие растягивается и его волокна пережимают рецепторное окончание, активируя его.

Рецепторы связок

В основном представляют собой свободные нервные окончания (Типы 1, 3 и 4), меньшая группа - инкапсулированные (Тип 2). Тип 1 аналогичен окончаниям Руффини, Тип 2 - тельцам Паччини.

Рецепторы сетчатки глаза

Под воздействием света в рецепторах происходит выцветание - молекула зрительного пигмента поглощает фотон и превращается в другое соединение, хуже поглощающее свет волн (этой длины волны). Практически у всех животных (от насекомых до человека) этот пигмент состоит из белка, к которому присоединена небольшая молекула, близкая к витамину A . Эта молекула и представляет собой химически трансформируемую светом часть. Белковая часть выцветшей молекулы зрительного пигмента активирует молекулы трансдуцина, каждая из которых деактивирует сотни молекул циклического гуанозинмонофосфата , участвующих в открытии пор мембраны для ионов натрия , в результате чего поток ионов прекращается - мембрана гиперполяризуется.

Чувствительность палочек такова, что адаптировавшийся к полной темноте человек способен увидеть вспышку света такую слабую, что ни один рецептор не может получить больше одного фотона. При этом палочки не способны реагировать на изменения освещённости, когда свет настолько ярок, что все натриевые каналы уже закрыты.