Escherichia coli gibi basit prokaryotik organizmalar bile hücre zarları ve ortamdaki maddeler arasında meydana gelen bir dizi karmaşık kimyasal reaksiyonla çevre hakkında bilgi elde eder ve bu bilgiyi işleyerek basit bir etkileşim oluştururlar. Aplysia’dan insanlara kadar uzanan hayvan soyunda, özelleşmiş alıcı hücreler çevrelerindeki fiziksel değişiklikleri algılayabilir ve daha sonra bu değişikliklere uyarlanabilir yollarla yanıt verebilir. Bu bölümde, çevredeki kimyasal ve fiziksel değişiklikleri tespit etmek ve bunları duyusal transdüksiyon olarak bilinen bir sinir uyarısı biçimine dönüştürmek için var olan farklı mekanizmaları inceleyeceğiz. Ayrıca sinir sisteminin çevresel uyaranlarla nasıl impuls ürettiği ve bu olayın nasıl duyum dediğimiz zihinsel deneyime dönüştüğü hakkında şu anda bilinenleri inceleyeceğiz. Son olarak, omurgalı beyninin nasıl organize olduğu ve bu organizasyonun nöral olayların gelişimini giderek daha karmaşık bir düzeye nasıl yansıttığı sorusuna dikkatimizi çekiyoruz.
İçindekiler
Duyusal edinim
Çevresel değişiklikler sinir uyarılarını nasıl üretir? Uyaran alışılmadık derecede güçlü değilse (örneğin, fiziksel bir darbe fotoreseptörlerimizin “yıldızları görmesine” neden olabilir), çoğu alıcı hücre bir tür uyarana yanıt verir; Ancak duyu reseptörleri organizmalar için yararlıdır çünkü her hücre maksimum düzeyde yalnızca bir tür uyarana yanıt verir. Duyusal uzmanlığın kapsamı, basınca, sıcağa, soğuğa, belirli kimyasalların yoğunluğuna, titreşimlere, ışığa, elektrik ve manyetik alanlara ve diğerlerine karşı disiplinleri içerir. Ancak uzmanlıkları ne olursa olsun, tüm reseptör tipleri uyarıyı, sinir sisteminin “ortak dili” olan zar depolarizasyonunda bir değişikliğe çevirir. Çevresel değişiklikler alıcı hücrelerin depolarizasyonuna veya hiperpolarizasyonuna nasıl yol açar? Tahmin edebileceğiniz gibi, çoğu duyusal hücrede, uyaranlar duvarlı kanallarını açar veya kapatır. Örneğin, görsel pigmentler ışığı emdiğinde, aktive olan pigment, zardaki sodyum kanallarını kapatır; Böylece duyu hücresi hiperpolarize olur. Stres alıcı hücrelerdeki sodyum kanallarının, zarın gerilme nedeniyle fiziksel olarak bükülmesinin bir sonucu olarak açık kaldığı (ve zarı depolarize ettiği) düşünülmektedir.
Burun ve dilin duyusal hücre zarlarındaki alıcı proteinler, uygun kimyasal substratlar kendilerine bağlandığında sodyum + kanallarını açar. Örneğin, şekere duyarlı bir hücrede yeterli şeker molekülü reseptör proteinlerine bağlandığında, birçok sodyum kanalı açılır, böylece duyusal hücre bir eşiğin ötesinde depolarize olur. Bir reseptör proteini içeren bir komşu hücre, kinin gibi acı bir kimyasala yanıt vermeyecektir; Çünkü iyon kanalları etkilenmez. Bununla birlikte, yeterli kinin varlığında, yeterli kanallar açılacak ve maksimum eşiğin ötesinde depolarizasyona yol açacaktır. Böylece acı ve tatlı hissi eşanlamlı olarak görünür; Na+ kanalları açılır, bunu depolarizasyon izler ve ardından aksiyon potansiyelleri ortaya çıkar.
Duyular birbirinden farklıdır. Çünkü beyindeki farklı hedef bölgelere farklı tipte duyu hücreleri bağlıdır. Spesifik duyular, beynin gelen uyaranları yorumlamasından kaynaklanır. Bir hayvanın duyuları, duyu reseptörlerinin ve bunların uyarıldığı nöronların özellikleri tarafından sınırlandırılır ve şekillendirilir. Reseptör yanıtlarındaki farklılıklar Plazma zarındaki iyon kanallarının belirli çevresel uyaranlar tarafından bir yönden veya diğer yönden açılıp kapanması durumunda birçok duyu hücresinin çalışmaya başladığını gördük. Fakat duyusal hücreler bir uyaranın yoğunluğunu (çoğu durumda olduğu gibi) ve uyaranın zamansal şeklini nasıl kodlar?
Belki daha basit ve anlaşılması daha kolay bir örnek stres reseptörlerinden elde edilir. University College London’dan Bernard Katz, 1950’de, nöromüsküler iğ gerildiğinde alıcı hücre zarında bölgesel depolarizasyonun meydana geldiğini gösterdi. Jeneratör potansiyeli olarak bilinen bu depolarizasyon, eşik değere ulaştığında sinir lifinde bir aksiyon potansiyelini tetikler. Uyaranın yoğunluğundaki bir artış (bu durumda basınç artar), jeneratörün potansiyelinde orantılı bir artışa yol açar. Bu yükselmeden sonra, tonik impulsların frekansında (frekansında) bir artış olur.
Bu nedenle, alıcının çıkış frekansı, uyaranın yoğunluğunun doğrudan bir ölçüsüdür. Stres reseptör hücreleri, davranışlarında çoğu duyusal hücreden farklıdır. İlk olarak, uyarılmadıkça darbe yaymaz; Bununla birlikte, çoğu duyusal hücre, uyarılmadıklarında bile düşük bir bazal hızda impulslar yayar. Ek olarak, stres reseptörleri, uyaranın yoğunluğuyla orantılı olarak az çok belirli bir oranda bir uyaran yaymaya devam eder; Çoğu duyu hücresi uyum sağlarken. Örneğin derideki basit bir sıcaklık alıcısı sıcak (ılık) su ile uyarıldığında yüksek oranda uyarı vermeye başlar. Ancak zamanla, duyusal hücreler sıcaklığa karşı daha az duyarlı olmaya başlar ve impuls çıkış hızı yavaşlar. Sonunda bu oran taban seviyesinin altına düşer ve artık suyun sıcak olduğunu hissetmeyiz. Adaptasyon, önceki bölümde tanımladığımız alışkanlık olayından farklıdır, çünkü bir internöron içinde veya içinde değil, duyusal bir hücrede meydana gelir ve duyarsızlaştırma ile ortadan kaldırılmaz.
Bu yavaş adaptasyon stratejisi, birçok reseptör hücre türü için mantıklıdır; Bu, alıcı hücrelerin mümkün olan en geniş uyaran yoğunluğu aralığında çalışmasına izin verdiği için: örneğin, en az 50°C’lik bir bölgedeki sıcaklık değişikliklerine duyarlıyız. Bir hücre bu değişikliklere çıkış frekansını örneğin sıfırdan 100 darbeye yükselterek yanıt verirse, o zaman hücrenin normalde algıladığımız ve tepki verdiğimiz küçük sıcaklık değişikliklerini büyük bir doğrulukla tahmin etme yeteneği çok daha zayıf olacaktır. Bu ince değişiklikler, hücre darbesinin çıkış frekansında yalnızca küçük değişikliklerle sonuçlanacaktır. Reseptör hücre yalnızca 10 °C ölçeğinde büyük bir hassasiyetle yanıt verdiğinden; Ancak adaptasyon sırasında hücrenin hassasiyeti mevcut sıcaklığa odaklanabilir. Bu nedenle, bu hücreler, genellikle olduğu gibi, sıcaklık farkları küçük olduğunda bile değişiklikleri büyük bir doğrulukla kaydedebilir. Alıcı hücreler ayrıca mevcut sıcaklık aralığındaki küçük değişikliklere uyum sağlayabilir; Ancak herhangi bir ani büyük değişikliğe yeniden uyum sağlamaları gerekir.
Uyarlanabilir hücreler, yanıtın iki ucu arasında yavaşça uzanır. Spektrumun bir ucundaki adaptasyon hızına göre anında adapte olan hücrelere fazik denir. Spektrumun diğer ucunda tonik adı verilen ve asla uyum sağlamayan hücreler bulunur.
Bir eklem reseptör hücresi, bir tonik hücrenin iyi bir örneğidir: kas üzerindeki yükü (reseptör üzerine ne kadar basınç uygulandığını) adaptasyon olmadan büyük bir doğrulukla algılar. Tabii ki, bu çalışmadaki kesinlik (= doğruluk), bireysel duyusal bileşenin yalnızca dar aralığın sınırları içinde çalışabileceğini gösterir. Bununla birlikte, farklı ancak örtüşen çalışma alanlarına sahip bir dizi alıcı hücreye sahip olunarak bu sorunun üstesinden gelinir.
Öte yandan, metafaz hücreleri değişikliği tespit etmede uzmanlaşmıştır. Örneğin, omurgasız kasları iki tip stres reseptör hücresine sahiptir: adaptif olmayan (adaptif olmayan) tipler, omurgalılarda görülen tonik hücrelere kabaca eşdeğerdir ve “hızlı” reseptör hücre, metafaz hücresi, değişikliklere duyarlıdır. kas yüklemesinde. Kas üzerindeki gerçek yük miktarı çok küçük olmasına rağmen, faz hücresi kastaki en ufak bir gerilim değişikliğinde impulslar üretir ve böylece ne zaman değişmesi gerektiği konusunda çok önemli bilgiler verir. Bu tipteki faz hücreleri, omurgalı sinir sisteminde çok yaygındır. Ancak çoğu duyu hücresi, tonik ve anafazın uç noktaları arasında bir yerde bulunur.
kaynak:
https://www.sciencedirect.com
yazar: bronzlaştırıcı tonik
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]