Senzorický neuron - Sensory neuron - Wikipedia

Čtyři typy senzorických neuronů

Senzorické neurony, také známý jako aferentní neurony, jsou neurony v nervový systém, které převádějí konkrétní typ podnět prostřednictvím jejich receptory, do akční potenciály nebo odstupňované potenciály.[1] Tento proces se nazývá senzorická transdukce. The buněčná těla senzorických neuronů se nachází v hřbetní ganglia z mícha.[2]

Tato senzorická informace cestuje dál aferentní nervová vlákna v aferentním nebo smyslový nerv, do mozek přes mícha. Podnět může pocházet extoreceptory mimo tělo, například světlo a zvuk, nebo z interoreceptory uvnitř těla, například krevní tlak nebo pocit polohy těla.

Různé typy senzorických neuronů se liší senzorické receptory které reagují na různé druhy podnětů.

Druhy a funkce

Externí

Externí receptory, které reagují na podněty zvenčí těla, se nazývají extoreceptory.[3]

Čich

Senzorické neurony zapojené do čich se nazývají čichové senzorické neurony. Tyto neurony obsahují receptory, volala čichové receptory, které jsou aktivovány pomocí zápach molekuly ve vzduchu. Molekuly ve vzduchu jsou detekovány zvětšením řasy a mikrovilli.[4]Tyto nervy pomáhají vysílat signály do mozku s emocemi.[Citace je zapotřebí ]

Chuť

Podobně jako Čichové receptory, chuťové receptory (chuťové receptory) v chuťové pohárky interagovat s chemickými látkami v potravinách za vzniku akční potenciál.

Vidění

Fotoreceptorové buňky jsou schopni fototransdukce, proces, který přeměňuje světlo (elektromagnetická radiace ) do elektrických signálů. Tyto signály jsou rafinovány a řízeny interakcemi s jinými typy neuronů v sítnici.

Pět základních tříd neuronů v sítnici je fotoreceptorové buňky, bipolární buňky, gangliové buňky, vodorovné buňky, a amakrinní buňky.

Základní obvody sítnice obsahují tří neuronový řetězec skládající se z fotoreceptoru (buď a tyč nebo kužel ), bipolární buňka a gangliová buňka.

První akční potenciál se vyskytuje v gangliové buňce sítnice. Tato cesta je nejpřímější způsob přenosu vizuálních informací do mozku.

Existují tři primární typy fotoreceptorů: Šišky jsou fotoreceptory, na které významně reagují barva. U lidí odpovídají tři různé typy kuželů primární reakci na krátkou vlnovou délku (modrá), střední vlnovou délku (zelená) a dlouhou vlnovou délku (žlutá / červená).[5] Pruty jsou fotoreceptory, které jsou velmi citlivé na intenzitu světla a umožňují vidění při slabém osvětlení. Koncentrace a poměr tyčinek ke čípkům silně koreluje s tím, zda se jedná o zvíře denní nebo noční. U lidí převyšují pruty kužely přibližně o 20: 1, zatímco u nočních zvířat, jako je puštík obecný, poměr je blíže 1000: 1.[5] Gangliové buňky sítnice jsou zapojeni do sympatická odpověď. Z ~ 1,3 milionu gangliových buněk přítomných v sítnici se předpokládá, že 1 až 2% jsou fotocitlivé.[6]

Problémy a rozpad senzorických neuronů spojené s viděním vedou k poruchám, jako jsou:

  • Makulární degenerace - degenerace centrálního zorného pole v důsledku buněčných úlomků nebo krevních cév hromadících se mezi sítnicí a cévnatkou, čímž naruší a / nebo zničí složitou souhru neuronů, které jsou tam přítomny.[7]
  • Glaukom - ztráta gangliových buněk sítnice, která způsobuje určitou ztrátu zraku až slepotu.[8]
  • Diabetická retinopatie - špatná kontrola hladiny cukru v krvi v důsledku cukrovky poškozuje drobné cévy v sítnici.[9]

Sluchový

The sluchový systém je zodpovědný za přeměnu tlakových vln generovaných vibrujícími molekulami vzduchu nebo zvuk do signálů, které mohou být interpretovány mozkem.

Tato mechanoelektrická transdukce je zprostředkována vláskové buňky do ucha. V závislosti na pohybu může vlasová buňka buď hyperpolarizovat, nebo depolarizovat. Když je pohyb směrem k nejvyššímu stereocilia, pak+ otevřené kationové kanály umožňující Na+ proudit do buňky a výsledná depolarizace způsobuje Ca++ kanály se otevřou, čímž uvolní svůj neurotransmiter do aferentního sluchového nervu. Existují dva typy vlasových buněk: vnitřní a vnější. Vnitřní vlasové buňky jsou smyslové receptory.[10]

Problémy se smyslovými neurony spojené se sluchovým systémem vedou k poruchám, jako jsou:

  • Porucha sluchového zpracování - Sluchové informace v mozku jsou zpracovávány neobvyklým způsobem. Pacienti s poruchou sluchového zpracování mohou obvykle získat informace normálně, ale jejich mozek je nedokáže správně zpracovat, což vede k poškození sluchu.[11]
  • Sluchová slovní agnosie - Porozumění řeči se ztrácí, ale sluch, mluvení, čtení a psaní zůstávají zachovány. To je způsobeno poškozením zadního nadřízeného spánkové laloky opět neumožňuje mozku správně zpracovat sluchový vstup.[12]

Teplota

Termoreceptory jsou smyslové receptory, které reagují na různé [teploty] s. Zatímco mechanismy, kterými tyto receptory fungují, jsou nejasné, nedávné objevy to ukázaly savci mít alespoň dva odlišné typy termoreceptorů.[13]The cibulovitý tělísko, je kožní receptor A citlivý na chlad receptor, který detekuje nízké teploty. Druhým typem je receptor citlivý na teplo.

Mechanoreceptory

Hlavní článek: Mechanoreceptor
Další informace: Mechanosensace

Mechanoreceptory jsou senzorické receptory, které reagují na mechanické síly, jako např tlak nebo zkreslení.[14]

Specializované buňky senzorických receptorů zvané mechanoreceptory často zapouzdřují aferentní vlákna, aby pomohly vyladit aferentní vlákna na různé typy somatické stimulace. Mechanoreceptory také pomáhají snižovat prahové hodnoty pro generování akčního potenciálu v aferentních vláknech, a zvyšují tak jejich pravděpodobnost požáru v přítomnosti senzorické stimulace.[15]

Některé typy mechanoreceptorů aktivují akční potenciály, když jsou jejich membrány fyzicky napnuty.

Proprioceptory jsou dalším typem mechanoreceptorů, což doslovně znamená „receptory pro sebe“. Tyto receptory poskytují prostorové informace o končetinách a dalších částech těla.[16]

Nociceptory jsou zodpovědní za zpracování bolesti a teplotních změn. Hořící bolest a podráždění po jídle chilli papričky (kvůli její hlavní složce, kapsaicinu), pocit chladu po požití chemikálie, jako je mentol nebo icilin, stejně jako běžný pocit bolesti jsou výsledkem neuronů s tyto receptory.[17]

Problémy s mechanoreceptory vedou k poruchám, jako jsou:

  • Neuropatická bolest - stav silné bolesti způsobený poškozením senzorického nervu [17]
  • Hyperalgezie - zvýšená citlivost na bolest způsobenou senzorickým iontovým kanálem, TRPM8, který obvykle reaguje na teploty mezi 23 a 26 stupni a poskytuje pocit ochlazení spojený s mentolem a icilinem [17]
  • Syndrom fantomových končetin - porucha smyslového systému, při které dochází k bolesti nebo pohybu končetiny, která neexistuje [18]

Vnitřní

Vnitřní receptory, které reagují na změny uvnitř těla, jsou známé jako interoceptory.[3]

Krev

The aortální těla a krční těla obsahují shluky buňky glomusu – periferní chemoreceptory které detekují změny chemických vlastností v krvi, jako je kyslík koncentrace.[19] Tyto receptory jsou polymodální reagovat na řadu různých podnětů.

Nociceptory

Nociceptory reagují na potenciálně škodlivé podněty vysíláním signálů do míchy a mozku. Tento proces se nazývá nocicepce, obvykle způsobí vnímání bolest.[20][21] Nacházejí se ve vnitřních orgánech i na povrchu těla, aby „detekovaly a chránily“.[21] Nociceptory detekují různé druhy škodlivých stimulů naznačujících potenciál poškození, poté zahájí nervové reakce, aby ze stimulu ustoupily.[21]

  • Tepelný nociceptory jsou aktivovány škodlivým teplem nebo chladem při různých teplotách.[21]
  • Mechanické nociceptory reagují na přetlak nebo mechanickou deformaci, například a štípnout.[21]
  • Chemikálie nociceptory reagují na širokou škálu chemikálií, z nichž některé signalizují reakci. Podílejí se na detekci některých koření v potravinách, jako jsou například štiplavé přísady Brassica a Allium rostliny, které se zaměřují na senzorický nervový receptor k vyvolání akutní bolesti a následné přecitlivělosti na bolest.[22]

Spojení s centrálním nervovým systémem

Informace přicházející ze senzorických neuronů v hlavě vstupují do centrální nervový systém (CNS) prostřednictvím lebeční nervy. Informace ze senzorických neuronů pod hlavou vstupují do míchy a přes 31 procházejí do mozku míšní nervy.[23] Senzorická informace procházející míchou sleduje přesně definované dráhy. Nervový systém kóduje rozdíly mezi vjemy, pokud jde o to, které buňky jsou aktivní.

Klasifikace

Adekvátní podnět

Senzorický receptor adekvátní podnět je modalita stimulu pro které vlastní adekvátní senzorická transdukce zařízení. Ke klasifikaci senzorických receptorů lze použít adekvátní stimul:

Umístění

Senzorické receptory lze klasifikovat podle umístění:

Morfologie

Somatické senzorické receptory poblíž povrchu kůže lze obvykle rozdělit do dvou skupin na základě morfologie:

Míra adaptace

  • A tonický receptor je senzorický receptor, který se pomalu přizpůsobuje podnětu[26] a pokračuje ve výrobě akční potenciály po dobu trvání stimulu.[27] Tímto způsobem poskytuje informace o délce trvání stimulu. Některé tonické receptory jsou trvale aktivní a indikují úroveň pozadí. Příklady takových tonických receptorů jsou receptory bolesti, kloubní kapsle, a svalové vřeteno.[28]
  • Fázový receptor je senzorický receptor, který se rychle přizpůsobuje podnětu. Reakce buňky velmi rychle klesá a poté se zastaví.[29] Neposkytuje informace o délce trvání stimulu;[27] místo toho někteří předávají informace o rychlých změnách intenzity a rychlosti stimulu.[28] Příkladem fázického receptoru je Pacinianův krvinek.

Drogy

V současné době je na trhu mnoho léků, které se používají k manipulaci nebo léčbě poruch smyslového systému. Například, Gabapentin je lék, který se používá k léčbě neuropatické bolesti interakcí s jedním z napěťově závislých vápníkových kanálů přítomných na nereceptivních neuronech.[17] Některé léky mohou být použity v boji proti jiným zdravotním problémům, ale mohou mít nežádoucí účinky na senzorický systém. Ototoxický léky jsou léky, které ovlivňují kochlea pomocí toxinu aminoglykosid antibiotika, která otravují vlasové buňky. Použitím těchto toxinů přestávají vlasové buňky K + fungovat. Energie generovaná endokochleární potenciál který pohání proces přenosu sluchového signálu je ztracen, což vede ke ztrátě sluchu.[30]

Neuroplasticita

Od té doby, co vědci pozorovali kortikální přemapování v mozku Taub Stříbrné jarní opice, bylo provedeno mnoho výzkumů plasticita senzorického systému. Při léčbě poruch smyslového systému došlo k obrovskému pokroku. Techniky jako pohybová terapie vyvolaná omezeními vyvinuté Taubem pomohly pacientům s paralyzovanými končetinami znovu používat končetiny tím, že nutí senzorický systém růst nový nervové dráhy.[31] Syndrom fantomových končetin je porucha smyslového systému, při které amputované osoby vnímají, že jejich amputovaná končetina stále existuje a stále v ní mohou pociťovat bolest. The zrcadlový box vyvinutý V.S. Ramachandran, umožnil pacientům s syndrom fantomových končetin zmírnit vnímání ochrnutých nebo bolestivých fantomových končetin. Jedná se o jednoduché zařízení, které pomocí zrcadla v krabici vytváří iluzi, ve které smyslový systém vnímá, že vidí dvě ruce místo jedné, a umožňuje tak smyslovému systému ovládat „fantomovou končetinu“. Tímto způsobem se smyslový systém může postupně aklimatizovat na amputovanou končetinu, a tím zmírnit tento syndrom.[32]

Ostatní zvířata

Hydrodynamický příjem je forma mechanorecepce používaná u řady živočišných druhů.

Další obrázky

  • Ilustrace hmatových receptorů v kůži

  • Ilustrace lamelovaného tělíska

  • Ilustrace Ruffiniho tělíska

  • Ilustrace buňky Merkelové kůže

  • Ilustrace hmatového tělesa

  • Ilustrace kořenového vlasového plexu

  • Ilustrace volných nervových zakončení

Viz také

Reference

  1. ^ Parsons, Richard (2018). CGP: A-Level Biology Complete Revision & Practice. Newcastle Upon Thynde: Koordinační skupina Publishing Ltd. str. 138. ISBN  9781789080261.
  2. ^ Purves, Dale; Augustine, George; Fitzpatrick, David; Hall, William; LaMantia, Anthony-Samuel; McNamara, James; White, Leonard (2008). Neurovědy (4. vyd.). Sinauer Associates, Inc., str.207. ISBN  978-0878936977.
  3. ^ A b Campbell, Neil (1996). Biologie (4. vydání). Benjamin / Cummings Pub. Co. str.1028. ISBN  0805319409.
  4. ^ Plemeno, Michael D. a Moore, Janice. Encyklopedie chování zvířat . London: Elsevier, 2010. Tisk.
  5. ^ A b „oko, člověče.“ Encyklopedie Britannica. Encyklopedie Britannica Ultimate Reference Suite. Chicago: Encyklopedie Britannica, 2010.
  6. ^ Foster, R. G .; Provencio, I .; Hudson, D .; Fiske, S .; Grip, W .; Menaker, M. (1991). "Cirkadiánní fotorecepce u retinálně degenerované myši (rd / rd)". Journal of Comparative Physiology A 169. doi:10.1007 / BF00198171
  7. ^ de Jong, Paulus T.V.M. (05.10.2006). "Věkem podmíněné makulární degenerace". New England Journal of Medicine. 355 (14): 1474–1485. doi:10.1056 / NEJMra062326. ISSN  0028-4793. PMID  17021323.
  8. ^ Alguire, Patrick; Dallas, Wilbur; Willis, John; Kenneth, Henry (1990). „Kapitola 118 Tonometrie“. Klinické metody: anamnéza, fyzikální a laboratorní vyšetření (3. vyd.). Butterworths. ISBN  978-0409900774. OCLC  15695765.
  9. ^ „NIHSeniorHealth: Diabetická retinopatie - příčiny a rizikové faktory“. nihseniorhealth.gov. Archivovány od originál dne 2017-01-14. Citováno 2016-12-19.
  10. ^ Purves, Dale; Augustine, George; Fitzpatrick, David; Hall, William; LaMantia, Anthony-Samuel; McNamara, James; White, Leonard (2008). Neurovědy (4. vyd.). Sinauer Associates, Inc., str.327 –330. ISBN  978-0878936977.
  11. ^ „Porucha zpracování sluchu (APD)“ (PDF). British Society of Audiology APD Special Interest Group MRC Institute of Hearing Research.
  12. ^ Stefanatos, Gerry A .; Gershkoff, Arthur; Madigan, Sean (01.07.2005). „Na čistou hluchotu, dočasné zpracování a levou hemisféru“. Journal of the International Neuropsychological Society: JINS. 11 (4): 456–470, diskuse 455. doi:10.1017 / S1355617705050538. ISSN  1355-6177. PMID  16209426.
  13. ^ Krantz, John. Prožívání senzace a vnímání Archivováno 2017-11-17 na Wayback Machine. Pearson Education, Limited, 2009. str. 12.3
  14. ^ Winter, R., Harrar, V., Gozdzik, M., & Harris, L. R. (2008). Relativní načasování aktivního a pasivního dotyku. [Sborník příspěvků]. Brain Research, 1242, 54-58. doi:10.1016 / j.brainres.2008.06.090
  15. ^ Purves, Dale; Augustine, George; Fitzpatrick, David; Hall, William; LaMantia, Anthony-Samuel; McNamara, James; White, Leonard (2008). Neurovědy (4. vyd.). Sinauer Associates, Inc., str.209. ISBN  978-0878936977.
  16. ^ Purves, Dale; Augustine, George; Fitzpatrick, David; Hall, William; LaMantia, Anthony-Samuel; McNamara, James; White, Leonard (2008). Neurovědy (4. vyd.). Sinauer Associates, Inc., str.215 –216. ISBN  978-0878936977.
  17. ^ A b C d Lee, Y; Lee, C; Oh, U (2005). "Bolestivé kanály ve smyslových neuronech". Molekuly a buňky. 20 (3): 315–324. PMID  16404144.
  18. ^ Halligan, Peter W; Zeman, Adam; Berger, Abi (04.09.1999). "Fantomy v mozku". BMJ: British Medical Journal. 319 (7210): 587–588. doi:10.1136 / bmj.319.7210.587. ISSN  0959-8138. PMC  1116476. PMID  10473458.
  19. ^ Satir, P. & Christensen, S.T. (2008) Struktura a funkce řasinek savců. in Histochemistry and Cell Biology, sv. 129: 6
  20. ^ Sherrington C. Integrační akce nervového systému. Oxford: Oxford University Press; 1906.
  21. ^ A b C d E St. John Smith, Ewan (2017-10-14). „Pokrok v porozumění nocicepci a neuropatické bolesti“. Journal of Neurology. 265 (2): 231–238. doi:10.1007 / s00415-017-8641-6. ISSN  0340-5354. PMC  5808094. PMID  29032407.
  22. ^ Zhao, Jianhua; Lin King, John V .; Paulsen, Candice E .; Cheng, Yifan; Julius, David (08.07.2020). "Aktivace vyvolaná dráždivými látkami a modulace vápníku receptoru TRPA1". Příroda. 585 (7823): 141–145. doi:10.1038 / s41586-020-2480-9. ISSN  1476-4687. PMC  7483980. PMID  32641835.
  23. ^ Kalat, James W. (2013). Biologická psychologie (11. vydání). Wadsworth Publishing. ISBN  978-1111831004.
  24. ^ Michael J. Gregory. "Senzorické systémy". Clinton Community College. Archivovány od originál dne 25.06.2013. Citováno 2013-06-06.
  25. ^ http://medical-dictionary.thefreedictionary.com/Cutaneous+receptor
  26. ^ Binder, Marc D .; Hirokawa, Nobutaka; Windhorst, Uwe (2009). Encyklopedie neurovědy ([Online-Ausg.]. Ed.). Berlín: Springer. ISBN  978-3-540-29678-2.
  27. ^ A b mentor.lscf.ucsb.edu/course/fall/eemb157/lecture/Lectures%2016,%2017%2018.ppt[mrtvý odkaz ]
  28. ^ A b http://frank.mtsu.edu/~jshardo/bly2010/nervous/receptor.html Archivováno 3. srpna 2008 v Wayback Machine
  29. ^ Sherwood, Lauralee; Klandorf, Hillar; Yancey, Paul (2012). Fyziologie zvířat: Od genů k organizmům. Cengage Learning. ISBN  978-0840068651. Citováno 13. prosince 2017.
  30. ^ Priuska, E.M .; Schacht, J. (1997). „Mechanismus a prevence ototoxicity aminoglykosidů: Vnější vlasové buňky jako cíle a nástroje“. Ušní, nosní a krční deník. 76 (3): 164–171. doi:10.1177/014556139707600310. PMID  9086645. S2CID  8216716.
  31. ^ Schwartz a Begley 2002, s. 160; „Movement Therapy-Induced Movement Therapy“, výňatek z „A Rehab Revolution“, časopis Stroke Connection Magazine, září / říjen 2004. Tisk.
  32. ^ Blakeslee, Sandra; Ramachandran, V. S. (1998). Fantomy v mozku: zkoumání tajemství lidské mysli. William Morrow & Company, Inc. ISBN  978-0688152475. OCLC  43344396.

externí odkazy