Підручник з Біології і екології (профільний рівень). 11 клас. Задорожний - Нова програма

§ 5. Види рецепторів. Сприйняття сигналів

Поміркуйте

  • Чи правильно говорять: «Бачать не очі, бачить мозок»? Обґрунтуйте свою відповідь.

Згадайте

  • Рецептор
  • Подразник
  • Подразливість
  • Чутливий нейрон

Різноманіття рецепторів

Як ви вже знаєте, тварини сприймають різноманітні подразнення за допомогою рецепторів, які у відповідь на подразнення створюють потенціал дії та передають його нейронам нервової системи.

Рецептори тварин дуже різноманітні. Тому існує кілька варіантів класифікації рецепторів тварин. Так, за розташуванням в організмі рецептори поділяють на екстерорецептори (сприймають зовнішні подразнення) та інтерорецептори (сприймають внутрішні подразнення). Різняться вони і за кількістю типів подразнень, які можуть сприймати.

Більшість рецепторів, як, наприклад, рецептори сітківки, сприймають тільки один тип подразника. Але є рецептори, наприклад больові, які здатні сприймати кілька різних типів подразнень. Больові рецептори — це спеціалізовані клітини, які сприймають дію факторів, що пошкоджують організм (механічних, термічних, хімічних).

Мал. 5.1. 1 — тепла і розтягнення (тільце Руффіні); 2 — розтягнення, тиску, а також хеморецептор (тільце Пачіні); 3 — холоду (колба Краузе); 4 — дотику (тільце Мейснера); 5 — дотику (тільце Меркеля); 6 — механорецептори кореня волосини; 7 — температури, дотику і болю (вільні нервові закінчення)

У багатьох випадках рецептори певного типу зосереджені в одному органі, як, приміром, фоторецептори ока. Але існують органи, які містять велику кількість різних рецепторів. Прикладом таких органів є шкіра ссавців (у тому числі й людини) (мал. 5.1). У шкірі є рецептори дотику, тиску, температури, болю.

Види рецепторів

Вид рецепторів

Які подразнення сприймає

Приклади

Фоторецептори

Світло

Рецептори сітківки

Хеморецептори

Молекули певних речовин

Нюхові та смакові рецептори

Механорецептори

Механічні стимули (тиск, коливання, дотик тощо)

Рецептори дотику, барорецептори

Терморецептори

Температура

Холодові та теплові рецептори шкіри

Осморецептори

Осмотичний тиск

Рецептори внутрішніх органів, які контролюють стан внутрішнього середовища організму

Електрорецептори

Електричне поле

Рецептори електричних органів риб

Магніторецептори

Магнітне поле

Рецептори перелітних птахів, які дозволяють їм орієнтуватися за допомогою магнітного поля

Больові рецептори

Комплекс факторів

Рецептори болю у ссавців

Фоторецептори

Фоторецептори забезпечують тваринам зір. Вони можуть бути розподілені по всьому тілу або зосереджуватися в очах тварини. Існують різні типи фоторецепторів. Так, у ссавців у сітківці є рецептори — колбочки, які сприймають тільки певну частину спектра, вони забезпечують кольоровий зір. В очах тварин може бути кілька типів колбочок. Крім того, в очах ссавців є рецептори — палички, які сприймають увесь спектр видимого світла й забезпечують сутінковий зір.

Інші групи тварин можуть мати інші типи фоторецепторів. Так, у бджіл є рецептори, які сприймають поляризоване світло.

Хеморецептори

Хеморецептори є найдавнішими з рецепторів тварин. Вони сформувалися ще в одноклітинних еукаріотів, від яких походять багатоклітинні тварини. Хеморецептори забезпечують такі відчуття, як нюх і смак. Принцип роботи цих рецепторів полягає у їх взаємодії з певними молекулами на поверхні клітин. У більшості тварин ці рецептори зосереджені у спеціальних органах (носі ссавців, вусиках комах і ракоподібних тощо). Хоча трапляються й інші варіанти. Наприклад, у мух рецептори смаку розташовані на ногах.

Механорецептори

Механорецептори тварин сприймають механічні подразнення і забезпечують такі відчуття, як дотик, слух, рівновага тощо. Вони можуть розташовуватися як на поверхні тіла (дотикові рецептори), так і у внутрішніх органах (пропріорецептори або рецептори м'язового відчуття, слухові рецептори).

Рецептори, які розташовані на поверхні тіла, можуть сприймати подразнення безпосередньо, а можуть використовувати для цього якісь структури. Так, механорецептори у ссавців приєднуються до основи чутливих волосків — вібрисів, які виконують роль органа дотику.

Теплові рецептори

Теплові рецептори, як і механорецептори, можуть розташовуватися і на поверхні тіла, і у внутрішніх органах. Рецептори внутрішніх органів, які контролюють температуру, є дуже важливими для гомойотермних тварин, наприклад птахів або ссавців. З їхньою допомогою вони можуть підтримувати потрібний рівень температури тіла.

Рецептори на поверхні тіла «відстежують» температуру зовнішнього середовища. У ссавців таких рецепторів два типи: холодові визначають температуру, яка є нижчою за температуру тіла, а теплові — температуру, яка є вищою за температуру тіла. У деяких тварин, скажімо ямкоголових змій, терморецептори використовуються для полювання на теплокровну здобич.

Сприйняття сигналів та поріг збудливості

Сприйняття сигналів рецепторами у тварин може відбуватися за рахунок сигнальних структур на поверхні мембрани або спеціальних рецепторних білків. Такими білками є, наприклад, опсини, які знаходяться в колбочках сітківки. Кожен тип колбочок містить свій власний опсин (у людей їх три), який сприймає властиву тільки йому частину спектра видимого світла.

Після сприйняття подразнення сигнал від рецептора передається до нервової системи і потім надходить у мозок, де й аналізується. Слід відзначити, що для кожного виду рецепторів існує власний поріг подразнення — найменша величина сили подразника, на яку реагує рецептор, виробляючи потенціал дії. Для одного типу рецепторів у різних видів тварин ця величина може суттєво різнитися.

Ключова ідея

Рецепторами називають нервові закінчення або спеціалізовані клітини, які у відповідь на подразнення створюють потенціал дії та передають його нейронам нервової системи. Існує багато видів рецепторів: фоторецептори, хеморецептори, механорецептори тощо. Аби рецептор зміг генерувати сигнал, сила подразника повинна перевищувати певну величину — поріг подразнення.

Запитання та завдання

1. Які переваги дає мухам розташування рецепторів смаку на їхніх ходильних ногах? 2. Навіщо тваринам потрібні барорецептори (рецептори тиску)?