CHEMORECEPTORY: KLASIFIKACE A CHEMOSENZORICKÉ SYSTÉMY - BIOLOGIE - 2025

Chemorecepční je buněčný senzor specializující se na detekci a převádění chemické signály - přicházející z vnitřní i na vnější straně těla - do biologických signálů, které budou interpretovány v mozku.

Chemoreceptory jsou zodpovědné za naše smysly čichu a chuti. Tyto receptory berou tyto chemické signály a transformují je do signálu pro mozek.

Vnímání pachů je zprostředkováno chemoreceptory.

Zdroj: pixabay.com

Podobně jsou klíčové biologické funkce, jako je tlukot srdce a dýchání, kontrolovány chemoreceptory, které detekují molekuly související s těmito procesy, jako je množství oxidu uhličitého, kyslíku a pH krve.

Schopnost vnímat chemické signály je všudypřítomná v říši zvířat. Zejména u lidí nejsou chemoreceptory tak citlivé jako u jiných savců. V průběhu evoluce jsme ztratili schopnost vnímat chemické podněty spojené s vůní a chutí.

Některé jednodušší nemetazoanové organismy, jako jsou bakterie a malé prvoky, jsou schopny zachytit chemické podněty ve svém prostředí.

Co je to přijímač?

Receptor je molekula, která je ukotvena k plazmatické membráně našich buněk. Mají schopnost rozeznat jiné molekuly s velmi vysokou specificitou. Rozpoznáním uvedené molekuly - nazývané ligandem - se spustí řada reakcí, které do mozku přinesou specifickou zprávu.

Máme schopnost vnímat naše prostředí, protože naše buňky mají značný počet receptorů. Jídlo můžeme cítit a chutnat díky chemoreceptorům umístěným ve smyslových orgánech těla.

Klasifikace

Obecně jsou chemoreceptory klasifikovány do čtyř kategorií: obecné, interní, kontaktní a čichové chemické receptory. Posledně jmenované jsou také známé jako dálkové chemoreceptory. Níže popíšeme jednotlivé typy:

Obecné chemické receptory

Tyto receptory nemají schopnost rozlišovat a jsou považovány za relativně necitlivé. Při stimulaci produkují řadu odpovědí ochranného typu pro tělo.

Pokud například stimulujeme kůži zvířete agresivní chemikálií, která by ji mohla poškodit, reakce by byla okamžitým útěkem z místa a zabráněním pokračování negativního podnětu.

Vnitřní chemoreceptory

Jak napovídá jejich jméno, jsou zodpovědní za reagování na podněty, které se vyskytují uvnitř těla.

Například existují specifické receptory pro testování koncentrace glukózy v krvi, receptory v trávicím systému zvířat a receptory umístěné v karotickém těle, které reagují na koncentraci kyslíku v krvi.

Kontaktujte chemoreceptory

Kontaktní receptory reagují na chemikálie, které jsou velmi blízko těla. Vyznačují se vysokými prahy a jejich ligandy jsou molekuly v roztoku.

Podle důkazů se zdá, že se jedná o první receptory, které se objevily v evoluční evoluci, a jsou to jediné chemoreceptory, které jsou přítomna nejjednodušší zvířata.

Souvisí s chováním zvířat při krmení. Například nejznámější receptory spojené se smyslem pro chuť na obratlovcích. Nacházejí se hlavně v oblasti ústní, protože je to oblast, kde se přijímá jídlo.

Tyto receptory mohou rozlišovat mezi zjevnou kvalitou jídla, vyvolávat reakce přijetí nebo odmítnutí.

Čichové nebo vzdálené chemoreceptory

Receptory vůně jsou nejcitlivější na podněty a mohou reagovat na látky, které jsou na dálku.

U zvířat, která žijí v leteckém prostředí, je rozlišení mezi kontaktními a dálkovými receptory snadno vidět. Chemikálie přenášené vzduchem jsou ty, které dokážou stimulovat čichové receptory, zatímco chemikálie rozpuštěné v kapalinách stimulují kontaktní.

Hranice mezi dvěma receptory se však zdá být rozptýlená, protože existují látky, které stimulují receptory na dálku a musí být rozpuštěny v kapalné fázi.

Limity vypadají ještě neurčitě u zvířat, která žijí ve vodních ekosystémech. V těchto případech budou všechny chemikálie rozpuštěny ve vodném médiu. Diferenciace receptorů je však stále užitečná, protože tyto organismy reagují odlišně na blízké a vzdálené podněty.

Chemosenzorické systémy

U většiny savců existují tři samostatné chemosenzorické systémy, z nichž každý je určen k detekci určité skupiny chemických látek.

Čich

Čichový epitel je tvořen hustou vrstvou senzorických neuronů umístěnou v nosní dutině. Zde najdeme asi tisíc různých čichových receptorů, které interagují s širokou rozmanitostí těkavých látek přítomných v životním prostředí.

Chuť

Chuťové pohárky

Netěkavé chemikálie jsou vnímány odlišně. Pocit vnímání jídla se skládá ze čtyř nebo pěti chuťových vlastností. Tyto "vlastnosti" se běžně nazývají příchutě a zahrnují sladké, slané, kyselé, hořké a umami. Ten není příliš oblíbený a souvisí s chutí glutamátu.

Sladké a umami příchutě - odpovídající cukrům a aminokyselinám - jsou spojeny s výživovými aspekty potravin, zatímco kyselé příchutě jsou spojeny s odmítavým chováním, protože většina sloučenin s touto příchutí je pro savce toxická..

Buňky zodpovědné za vnímání těchto podnětů se nacházejí v chuťových pohárcích - u lidí jsou umístěny na jazyku a na zadní straně úst. Chuťové pupeny obsahují 50 až 120 buněk souvisejících s chutí.

Vomeronazální orgán

Vomeronazální orgán je třetí chemosenzorický systém a specializuje se na detekci feromonů - tímto systémem však nejsou detekovány všechny feromony.

Vomeronazální orgán má vlastnosti, které připomínají jak chuť, tak vůni.

Anatomicky je podobný zápachu, protože obsahuje buňky, které exprimují receptory, a neurony promítají přímo do mozku. Na rozdíl od toho buňky, které mají receptory na jazyku, nejsou neurony.

Vomeronazální orgán však vnímá netěkavé chemikálie přímým kontaktem, stejně jako vnímáme chuť jídla prostřednictvím chuťového systému.

Reference

1. Feher, JJ (2017). Kvantitativní fyziologie člověka: úvod. Akademický tisk.
2. Hill, RW, Wyse, GA, a Anderson, M. (2016). Fyziologie zvířat 2. Artmed Editor.
3. Matsunami, H., & Amrein, H. (2003). Vnímání chuti a feromonu u savců a mušek. Biologie genomu, 4 (7), 220.
4. Mombaerts, P. (2004). Geny a ligandy pro vonné, vomeronazální a chuťové receptory. Nature Reviews Neuroscience, 5 (4), 263.
5. Raufast, LP, Mínguez, JB, & Costas, TP (2005). Fyziologie zvířat. Vydání Universitat Barcelona.
6. Waldman, SD (2016). E-Book pro kontrolu bolesti. Elsevier Health Sciences.