Сенсорные системы организма

Анализ сенсорных систем

Живые организмы функционируют в условиях постоянно изменяющейся внешней среды, и основой их выживания является наличие у них способности реагировать на изменения среды соответствующей перестройкой своей жизнедеятельности, позволяющей определить и захватить пищевые вещества, избежать повреждения, осуществить воспроизводство себе подобных организмов и т.д. Начальным звеном во всех этих реакциях, обеспечиваемых у многоклеточных организмов в первую очередь деятельностью нервной системы, является превращение внешнего воздействия (обозначаемого обычно как раздражитель, или стимул) в определенный физиологический процесс, который содержит в себе информацию об этом воздействии.

Живые организмы для своего существования должны получать информацию о внешней и внутренней средах (о пище, опасности, температуре, химическом и других составах окружающей среды, о возможности продолжения рода и т.д.). Передача информации происходит между внешней средой и организмом, между различными отделами организма, между клетками, органоидами и другими составляющими клетки, т.е. на всех уровнях организации биообъектов, причем внешняя среда может простираться от космического окружения (космосферы) до субатомного уровня.

Стимуляция может заключаться в действии на организм самых различных видов энергии (механической, тепловой, химической, гравитационной, электрической, электромагнитной). В организме же сведения об этом действии передаются посредством сигнальной деятельности нервных клеток - потенциалами действия (нервными импульсами). Трансформация внешней энергии в эту деятельность обеспечивается особыми структурами, обозначаемыми как рецепторы органов чувств (сенсорных систем).

Это слово образовалось от латинского recepto - брать, принимать. Рецепторы реагируют на раздражители, которыми называют факторы внешней среды, влияющие на изменения свойств или состояния клеток, ткани, органа и целого организма. Раздражители делятся на адекватные (соответственные) и неадекватные для определенного рецептора. Адекватность раздражителя для рецептора проявляется в том, что пороговая интенсивность воздействия адекватного раздражителя намного меньше, чем неадекватного. Рецепторам свойственны чрезвычайно малые пороги восприятия адекватных стимулов, например фоторецепторы глаза возбуждаются единицами квантов света, орган слуха реагирует на механические смещения на уровне теплового движения молекул, обонятельные рецепторы способны воспринимать появление единичных молекул пахучих веществ.

Классификация биосенсоров (рецепторов) проводится по различным признакам. Например, по модальности адекватного раздражителя рецепторные структуры подразделяются на фоторецепторы, механорецепторы, хеморецепторы, терморецепторы, осморецепторы, электрорецепторы и др. Фоторецепторы обеспечивают восприятие света. Хеморецепторы воспринимают химический состав внешней и внутренней среды организма. Механорецепторы реагируют на механические стимулы и обеспечивают слух, восприятие гравитации и угловых ускорений, осязание, механические процессы в сердечно-сосудистой системе, желудочно-кишечном тракте и других органах. Терморецепторы воспринимают изменения температуры. Осморецепторы реагируют на сдвиги осмотического давления в основном во внутренних органах и тканях организма. Электрорецепторы реагируют на появление или изменение электрического поля (надпоро- говых напряженностей). У человека такие рецепторы не выявлены. Все рецепторы снабжают центральную нервную систему информацией о внешних и внутренних факторах среды.

Другой принцип классификации рецепторов основан на их локализации в организме: интерорецепторы реагируют на изменения его внутренней, а экстероцепторы - внешней среды.

Очень важен структурный принцип классификации рецепторов, который сейчас по праву называется структурно-функциональным принципом, поскольку структурные особенности рецепторов предопределяют биофизические механизмы преобразования сигналов в них. Различают свободные нервные окончания, инкапсулированные нервные тельца и рецепторы со специальными клетками. Рецепторы со специальными клетками, в свою очередь, подразделяются на первично-чувствующие и вторично-чувствующие рецепторы.

Рецепторы обладают свойством не только отмечать сам факт действия раздражителя, но и отражать его определенные параметры, осуществляя таким образом функцию перекодирования их в определенные характеристики сигнальной деятельности нервных клеток. Этот процесс кодирования, передачи и обработки информации о внешних раздражениях обозначается как сенсорная (афферентная) деятельность организма, а структуры, его осуществляющие, - как чувствительные {сенсорные, афферентные) системы. Он является, очевидно, тем биофизическим процессом, который должен быть рассмотрен в первую очередь при жизнедеятельности организмов как сложных биофизических систем.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >