ĶĪMISKI RECEPTORI: KLASIFIKĀCIJA UN CHEMOSENSORY SISTĒMAS - BIOLOĢIJA - 2025

Chemoreceptor ir šūnu sensors specializējies atklāt un pārveidojot ķīmiskos signālus - nāk no iekšpuses un ārpuses ķermeņa - uz bioloģisko signālu, kas tiks interpretēt ar smadzenēm.

Ķīmiski receptori ir atbildīgi par mūsu ožas un garšas sajūtām. Šie receptori uztver šos ķīmiskos signālus un pārveido tos par signālu smadzenēm.

Smaržu uztveri mediē ķīmijreceptori.
Avots: pixabay.com

Tāpat svarīgas bioloģiskās funkcijas, piemēram, sirdsdarbību un elpošanu, kontrolē ķīmijreceptori, kas atklāj ar šiem procesiem saistītas molekulas, piemēram, oglekļa dioksīda, skābekļa daudzumu un asins pH.

Spēja uztvert ķīmiskos signālus dzīvnieku valstībā ir visuresoša. Īpaši cilvēkiem ķīmijreceptori nav tik jutīgi kā citiem zīdītājiem. Evolūcijas gaitā mēs esam zaudējuši spēju uztvert ķīmiskos stimulus, kas saistīti ar smaržu un garšu.

Daži vienkāršāki organismi, kas nav metazoāni, piemēram, baktērijas un mazie vienšūņi, spēj savā vidē uzņemt ķīmiskos stimulus.

Kas ir uztvērējs?

Receptors ir molekula, kas ir noenkurota mūsu šūnu plazmas membrānā. Viņiem ir spēja atpazīt citas molekulas ar ļoti augstu specifiskumu. Atpazīstot norādīto molekulu - sauktu par ligandu - tiek aktivizēta reakciju virkne, kas smadzenēm nesīs īpašu ziņojumu.

Mēs spējam uztvert savu vidi, jo mūsu šūnās ir ievērojams receptoru skaits. Mēs varam smaržot un pagaršot ēdienu, pateicoties ķīmijreceptoriem, kas atrodas ķermeņa maņu orgānos.

Klasifikācija

Parasti ķīmijreceptorus iedala četrās kategorijās: vispārējie, iekšējie, kontakta un ožas ķīmiskie receptori. Pēdējos dēvē arī par attāluma ķīmijreceptoriem. Mēs aprakstīsim katru veidu zemāk:

Vispārējie ķīmiskie receptori

Šie receptori nespēj diskriminēt un tiek uzskatīti par samērā nejutīgiem. Stimulējot, tie rada virkni ķermeņa aizsargājošu reakciju.

Piemēram, ja mēs stimulējam dzīvnieka ādu ar kādu agresīvu ķīmisku vielu, kas to varētu sabojāt, reakcija būtu tūlītējs lidojums no vietas un novērstu negatīvā stimula turpināšanos.

Iekšējie ķīmijreceptori

Kā norāda viņu nosaukums, viņi ir atbildīgi par reakciju uz stimuliem, kas rodas ķermeņa iekšienē.

Piemēram, ir īpaši receptori, lai pārbaudītu glikozes koncentrāciju asinīs, receptori dzīvnieku gremošanas sistēmā un receptori miega artērijā, kas reaģē uz skābekļa koncentrāciju asinīs.

Sazinieties ar ķīmijreceptoriem

Kontaktu receptori reaģē uz ķīmiskām vielām, kas ir ļoti tuvu ķermenim. Viņiem ir raksturīgi augsti sliekšņi, un to ligandi ir molekulas šķīdumā.

Saskaņā ar pierādījumiem, šķiet, ka šie bija pirmie receptori, kas parādījās evolūcijas evolūcijā, un tie ir vienīgie ķīmijreceptori, kurus sastop vienkāršākie dzīvnieki.

Tie ir saistīti ar dzīvnieku barošanu. Piemēram, vislabāk pazīstams ar receptoriem, kas saistīti ar mugurkaulnieku garšas izjūtu. Tie galvenokārt atrodas mutes dobuma apvidū, jo tas ir reģions, kur saņem ēdienu.

Šie receptori var atšķirt šķietamo pārtikas kvalitāti, izraisot pieņemšanas vai noraidīšanas reakcijas.

Ožas vai attālie ķīmijreceptori

Smaržas receptori ir visjutīgākie pret stimuliem un var reaģēt uz vielām, kas atrodas attālumā.

Dzīvniekiem, kas dzīvo gaisa vidē, ir viegli pamanīt atšķirību starp kontakta un attāluma receptoriem. Ķīmiskās vielas, kuras tiek pārvadītas pa gaisu, ir tās, kurām izdodas stimulēt ožas receptorus, savukārt šķidrumos izšķīdinātās ķīmiskās vielas stimulē saskares vielas.

Tomēr šķiet, ka robeža starp diviem receptoriem ir izkliedēta, jo ir vielas, kas stimulē receptorus no attāluma un ir jāizšķīdina šķidrā fāzē.

Dzīvniekiem, kas dzīvo ūdens ekosistēmās, robežas izskatās vēl nenoteiktākas. Šajos gadījumos visas ķīmiskās vielas izšķīdina ūdens vidē. Tomēr receptoru diferenciācija joprojām ir noderīga, jo šie organismi atšķirīgi reaģē uz tuviem un tāliem stimuliem.

Kemosensorās sistēmas

Lielākajā daļā zīdītāju ir trīs atsevišķas ķīmiskās sensorās sistēmas, katra no tām ir paredzēta noteiktas ķimikāliju grupas noteikšanai.

Smarža

Ožas epitēliju veido blīvs sensoro neironu slānis, kas atrodas deguna dobumā. Šeit atrodami apmēram tūkstoš dažādu ožas receptoru, kas mijiedarbojas ar plašo vidē esošo gaistošo vielu daudzveidību.

Garša

Garšas kārpiņas

Negaistošās ķīmiskās vielas tiek uztvertas atšķirīgi. Pārtikas uztveres sajūta sastāv no četrām vai piecām garšas īpašībām. Šīs "īpašības" parasti sauc par garšām, un tās ietver saldu, sāļu, skābu, rūgtu un umami. Pēdējais nav īpaši populārs un ir saistīts ar glutamāta garšu.

Saldās un umami garšas - kas atbilst cukuriem un aminoskābēm - ir saistītas ar pārtikas uzturvērtības aspektiem, savukārt skābās garšas ir saistītas ar atgrūšanas izturēšanos, jo vairums savienojumu ar šo garšu ir toksiski zīdītājiem. .

Šūnas, kas atbildīgas par šo stimulu uztveri, ir saistītas ar garšas kārpiņām - cilvēkiem tās atrodas uz mēles un mutes aizmugurē. Garšas kārpās ir no 50 līdz 120 šūnām, kas saistītas ar garšu.

Vomeronasāls orgāns

Vomeronasālais orgāns ir trešā ķīmijensorālā sistēma, un tā ir specializējusies feromonu noteikšanā - tomēr ne visus feromonus šī sistēma nosaka.

Vomeronasālajam orgānam ir īpašības, kas atgādina gan garšas sajūtu, gan smaržu.

Anatomiski tas ir līdzīgs smaržai, jo tajā šūnas, kas izsaka receptorus, ir neironi un tās projicē tieši smadzenēs. Turpretī šūnas, kurām ir mēles receptori, nav neironi.

Tomēr vomeronasāls orgāns uztver nepastāvīgas ķīmiskas vielas tieša kontakta ceļā tādā pašā veidā kā mēs uztveram ēdiena garšu caur garšas sistēmu.

Atsauces

1. Fehers, Dž. JJ (2017). Cilvēka kvantitatīvā fizioloģija: ievads. Akadēmiskā prese.
2. Hils, RW, Vīzija, GA un Andersons, M. (2016). Dzīvnieku fizioloģija 2. Mākslinieciskais redaktors.
3. Matsunami, H., & Amrein, H. (2003). Gaumes un feromonu uztvere zīdītājiem un mušām. Genoma bioloģija, 4 (7), 220.
4. Mombaerts, P. (2004). Smaržas, vomeronasāles un garšas receptoru gēni un ligandi. Dabas apskats Neuroscience, 5 (4), 263.
5. Raufast, LP, Mínguez, JB, & Costas, TP (2005). Dzīvnieku fizioloģija. Izdevumi Universitat Barcelona.
6. Valdmans, SD (2016). Sāpju apskates e-grāmata. Elsevier veselības zinātnes.