CHEMORECEPTORII: SISTEME DE CLASIFICARE ȘI CHIMIO-SENZORIALE - BIOLOGIE - 2025

Un chemoreceptor este un senzor celular specializat în detectarea și transformarea semnalelor chimice - care provin atât din interiorul cât și din afara corpului - în semnale biologice care vor fi interpretate de creier.

Chemoreceptorii sunt responsabili pentru simțurile noastre ale mirosului și gustului. Acești receptori iau aceste semnale chimice și le transformă într-un semnal pentru creier.

Percepția mirosurilor este mediată de chemoreceptori.
Sursa: pixabay.com

În mod similar, funcțiile biologice cruciale, cum ar fi bătăile inimii și respirația, sunt controlate de chemoreceptorii care detectează molecule legate de aceste procese, cum ar fi cantitatea de dioxid de carbon, oxigen și pH-ul sângelui.

Capacitatea de a percepe semnale chimice este omniprezentă în regnul animal. În special la om, chemoreceptorii nu sunt la fel de sensibili ca la alte mamifere. În cursul evoluției, am pierdut capacitatea de a percepe stimuli chimici legați de miros și gust.

Unele organisme mai simple, care nu sunt metazoanice, cum ar fi bacteriile și protozoarele mici, sunt capabile să capteze stimuli chimici în mediul lor.

Ce este un receptor?

Un receptor este o moleculă care este ancorată la membrana plasmatică a celulelor noastre. Au capacitatea de a recunoaște alte molecule cu specificitate foarte mare. Recunoscând molecula indicată - numită ligand - se declanșează o serie de reacții care vor duce la creier un mesaj specific.

Avem capacitatea de a percepe mediul nostru, deoarece celulele noastre au un număr semnificativ de receptori. Putem mirosi și gusta mâncarea datorită chemoreceptorilor aflați în organele senzoriale ale corpului.

Clasificare

În general, chemoreceptorii sunt clasificați în patru categorii: receptori chimici generali, interni, de contact și olfactivi. Acestea din urmă sunt cunoscute și sub denumirea de chemoreceptori la distanță. Vom descrie fiecare tip de mai jos:

Receptori chimici generali

Acești receptori nu au capacitatea de a discrimina și sunt considerați relativ insensibili. Când sunt stimulați, produc o serie de răspunsuri de tipul de protecție pentru organism.

De exemplu, dacă stimulăm pielea unui animal cu unele substanțe chimice agresive care ar putea să-l deterioreze, răspunsul ar fi o fugă imediată din loc și ar împiedica continuarea stimulului negativ.

Chemoreceptorii interni

După cum îi spune și numele, ei sunt responsabili pentru a răspunde la stimuli care apar în interiorul corpului.

De exemplu, există receptori specifici pentru a testa concentrația de glucoză în sânge, receptori din sistemul digestiv al animalelor și receptori localizați în corpul carotid care răspund la concentrația de oxigen din sânge.

Contactați chemoreceptorii

Receptorii de contact răspund la substanțele chimice foarte apropiate de organism. Se caracterizează prin praguri mari, iar liganzii lor sunt molecule în soluție.

Conform dovezilor, aceștia par să fi fost primii receptori care au apărut în evoluția evolutivă și sunt singurii chemoreceptori pe care le prezintă cele mai simple animale.

Ele sunt legate de comportamentul de hrănire a animalelor. De exemplu, cel mai cunoscut cu receptorii asociați cu simțul gustului la vertebrate. Sunt localizate în principal în zona orală, deoarece este regiunea în care se primesc hrană.

Acești receptori pot distinge între calitatea aparentă a alimentului, producând reacții de acceptare sau de respingere.

Chemoreceptori olfactivi sau la distanță

Receptorii mirosului sunt cei mai sensibili la stimuli și pot răspunde la substanțe aflate la distanță.

La animalele care trăiesc în medii aeriene, distincția dintre receptorii de contact și distanță este ușor de observat. Produsele chimice transmise prin aer sunt cele care reușesc să stimuleze receptorii olfactivi, în timp ce substanțele chimice dizolvate în lichide stimulează cei de contact.

Cu toate acestea, granița dintre cei doi receptori pare să fie difuză, deoarece există substanțe care stimulează receptorii la distanță și trebuie dizolvați într-o fază lichidă.

Limitele arată și mai nedeterminate la animalele care trăiesc în ecosistemele acvatice. În aceste cazuri, toate substanțele chimice vor fi dizolvate într-un mediu apos. Cu toate acestea, diferențierea receptorilor este încă utilă, deoarece aceste organisme răspund în mod diferit la stimuli apropiați și departe.

Sisteme chimosenzoriale

La majoritatea mamiferelor există trei sisteme chimice senzoriale separate, fiecare dedicat detectării unui anumit grup de substanțe chimice.

Miros

Epiteliul olfactiv este alcătuit dintr-un strat dens de neuroni senzoriali localizați în cavitatea nazală. Aici găsim aproximativ o mie de receptori olfactivi diferiți care interacționează cu marea diversitate de substanțe volatile prezente în mediu.

Gust

Papilele gustative

Produsele chimice non-volatile sunt percepute diferit. Sentimentul de percepție a mâncării constă din patru sau cinci calități gustative. Aceste „calități” sunt denumite în mod obișnuit arome și includ dulce, sărat, acru, amar și umami. Acesta din urmă nu este foarte popular și este legat de gustul glutamatului.

Aromele dulci și umami - corespunzătoare zaharurilor și aminoacizilor - sunt asociate cu aspecte nutritive ale alimentelor, în timp ce aromele acide sunt asociate cu comportamente de respingere, deoarece majoritatea compușilor cu această aromă sunt toxice pentru mamifere. .

Celulele responsabile de perceperea acestor stimuli se găsesc asociate în papilele gustative - la om sunt localizate pe limbă și în partea din spate a gurii. Mugurii gustativi conțin 50 până la 120 de celule legate de gust.

Organul Vomeronasal

Organul vomeronasal este cel de-al treilea sistem chemosensorial și este specializat în detectarea feromonelor - cu toate acestea, nu toate feromonele sunt detectate de acest sistem.

Organul vomeronasal are calități care amintesc atât de simțul gustului, cât și de miros.

Anatomic, este similar cu mirosul, deoarece are celulele care exprimă receptorii sunt neuroni și se proiectează direct la creier. În schimb, celulele care posedă receptorii pe limbă nu sunt neuroni.

Cu toate acestea, organul vomeronasal percepe substanțe chimice nevolatile prin contact direct, în același mod în care percepem gustul alimentelor prin sistemul gustativ.

Referințe

1. Feher, JJ (2017). Fiziologia umană cantitativă: o introducere. Presă academică.
2. Hill, RW, Wyse, GA, & Anderson, M. (2016). Fiziologia animalelor 2. Artmed Editor.
3. Matsunami, H., & Amrein, H. (2003). Percepția gustului și a feromonilor la mamifere și muște. Biologie genomatică, 4 (7), 220.
4. Mombaerts, P. (2004). Genele și liganzii pentru odoranți, vomeronasal și receptorii gustului. Nature Review Neuroscience, 5 (4), 263.
5. Raufast, LP, Mínguez, JB, & Costas, TP (2005). Fiziologia animalelor. Ediții Universitat Barcelona.
6. Waldman, SD (2016). E-Book Review Pain. Științele sănătății Elsevier