Трансдукция сенсорного сигнала

Трансдукция сенсорного сигнала —преобразование стимула в электрический двоичный код (импульсный разряд, потенциал (-ы) действия) афферентного волокна через формирование рецепторного и генераторного потенциалов⁹

Трансдукция от лат. Transductio перенос, перемещение; син. Трансформация.¹⁰

Как синонимичное понятие используется понятие «рецепторный акт».¹¹

Основные этапы трансдукции:

1. взyаимодействие стимула с рецептором

2. внутриклеточные процессы усиления и пере­дачи сенсорного стимула в пределах рецепторной клетки

3. открывание ионных каналов и деполяризация клеточной мембраны рецепторной клетки (возникновение рецепторного потенциала) ++602+.

Понятие «рецептор» в сенсорной физиологии

К сожалению, термин «рецептор» в последнее время стал неоднозначным¹².

Исходно под рецептором понимали сенсорную клетку. Однако сейчас так называют в молекулярной биологии комплексы молекул на клеточных мембранах, специфически реагирующие с другими молекулами, например гормонами.¹³

Даже в сенсорной физиологии термин «рецептор» используется неоднозначно. Анатомы считают рецептором морфологически цельную сен­сорную клетку. ¹⁴

Физиологи часто придерживаются «компромиссного» толкования ¹⁵ и «рецепторами» называют разные по сложности структуры:

1. Часть мембраны клетки или нервное окончание, специализиро­ванные для восприятия стимулов Часто рецепторами служат окончания периферических аксонов или дендритов афферент­ных нервных волокон.

2. Нейрон или сенсорные клетки (палочки и колбочки) имеющие нейронное происхождение. ¹⁶

3. Специализированные сенсорные клетки, не являющимися нейронами (например, волосковыми клетками в улитке), соединённые с нейронами в которых заканчивается процесс кодировки сенсорной информации для проводникового отдела анализатора. ¹⁷

Рецептор сенсорной системы – специализированное образование, преобразующее сенсорный стимул в возбуждение нейрона.

Рецептор (-ы) (лат. recipio, receptum брать, принимать)

Рецепторная (сенсорная) клетка— нервная или эпи­телиальная клетка, характеризующаяся нали­чием чувствительного рецепторного участка, осуществляющего восприятие внешних для нервной системы воздействий посредством спе­циализированного рецепторного белка.

Рецепторные клетки отличаются от остальных по крайней мере в двух отношениях.

1. энергия раздражителя служит для них лишь стимулом к запуску процессов, совершаемых за счет потенциальной энергии, которая накоплена вследствие обменных процессов в самой клетке.

2. рецепторная клетка обладает на выходе электрической энергией, обязательно передаваемой дру­гим клеткам, которые сами не способны воспринимать энергию данного внешнего воздействия.

Рецепторные клетки в апикальной части снабжены микроворсинками подвижными волосками, или ресничками. Эти волоски представляют собой как бы периферические подвижные антенны, действующие подобно усилителям по отноше­нию к воспринимаемым раздражителям и участвующие в трансфор­мации раздражителя в нервную сигнализацию. Волоски содержат в своем составе 9 пар периферических и 2 центральные фибриллы. Центральные фибриллы выполняют опорную роль, а перифериче­ские, содержащие миозиноподобные макромолекулы, сокращаются под воздействием АТФ. Благодаря их автоматическим движениям осуществляются непрерывные поиски адекватного стимула и обес­печиваются наилучшие условия для взаимодействия с ним. Следо­вательно, в одной и той же клетке представлены и собственно рецепторная, и моторная функции.

Другая сторона деятельности рецепторных элементов заключа­ется во взаимодействии энергии внешнего стимула с поверхностью антенн, которые покрыты мембраной (мембрана образована из двой­ного слоя липидов, ограниченного с обеих сторон слоем белковых молекул). Специфической особенностью рецепторных мембран является включение в их состав биологически активных веществ - пигментов, ферментов, ацетилхолинэстеразы и др.

Следовательно, общий механизм рецепции слагается из механохимических молекулярных процессов, обеспечивающих движение антенн, и общих биохимических циклов при взаимодействии специфического стимула с рецепторными мембранами антенн.

Однако не следует думать, что этой схемой ограничивается восприятие стимула рецепторной клеткой. У некоторых рецепторов во взаимодействии со стимулом принимает участие вся клетка (например, хеморецепторные клетки, чувствительные к напряжению кислорода в крови), у других (вкусовые луковицы позвоночных) восприятие осуществляется микроворсинками. В большей части рецепторов кожи, внутренних органов и мышц участки преобразования стимула находятся в окончаниях нервных волокон.

Рецепторный прибор (аппарат) – морфо-функциональный комплекс, содержащий рецептор (см.) и вспомогательные образования, опосредующие передачу внешних воздействий на рецепторную мембрану (мышечное веретено, рецепторы сухожильные. ¹⁸

Органы чувств (organa sensuum) — сложив­шиеся в ходе эволюции высокоспециализированные системы, представляющие собой совокупность рецепторных и специализированных вспомогательных образований и обеспечиваю­щие восприятие человеком и животными воз­действий внешней среды.

Понятие органы чувств не является ни строгим, ни исчерпывающим. Так, в соответствии с тради­ционно описываемыми пятью чувствами, к органам чувств относят органы ¹⁹

1. зрения,

2. обоняния,

3. осязания,

4. вкуса,

5. слуха.

Между тем число воспринимаемых модальностей (даже у чело­века) оказывается значительно больше.

В частности, в силу того, что органы чувств выделялись в связи с опосредуемыми ими ощущениями, в эту категорию не отнесены периферические отделы висцеральной, вестибулярной, проприоцептивной системы ++414+, ++598+.

Рецептивное (рецепторное) поле — область, занимаемая совокупностью всех рецеп­торов, стимуляция которых приводит к изме­нению активности определенного элемента: аф­ферентного волокна (рецептивное поле нерва) или сенсорно­го нейрона (рецептивное поле нейрона).

Понятие рецептивное поле нейрона оказы­вается сложным, особенно для централь­ных нейронов, поскольку в зависимости от конкретных характеристик стимула рецептивное поле может оказаться различным.

Понятие рецептивное поле использу­ется и для обозначения зоны расположения чувствительных элементов, стимуляция которых приводит к возникновению специализированного рефлекса, — рецептивное поле рефлекса, или рефлексогенная зона (напр., интероцептивные рефлексы сер­дечно-сосудистой системы развиваются как следствие активации синокаротидной зоны, барорецепторной зоны дуги аорты и т.д.).