Fizjologia zwierząt – wykład
1.04.2014r.
Percepcja i recepcja. Receptory sensoryczne I. Potencjał receptorowy. Narząd womero-nasalny. Gustducyna. Percepcja i recepcja Percepcja (=spostrzeganie, postrzeganie) jest procesem aktywnej interpretacji danych zmysłowych. Recepcja jest odzwierciedleniem bodźca w receptorze. Stanowi pierwszy etap spostrzegania. Receptor sensoryczny (czuciowy, zmysłowy, sensualny) Zakończenie nerwowe lub inna struktura w organizmie, pełniąca funkcje detekcji bodźca. Receptory – klasyfikacja Klasyfikacja czynnościowa, czyli funkcjonalna; w nazwie jest funkcja receptora: chemoreceptory termoreceptory nocyceptory mechanoreceptory fotoreceptory osmoreceptory baroreceptory proprioceptory elektroreceptory magnetoreceptory Potencjał receptorowy (=potencjał generatorowy receptora) Definicja Typ potencjału stopniowanego, będący potencjałem błonowym receptora sensorycznego. Cechy zjawisko miejscowe powstaje z sumowania czynności LGIC amplituda (zmienna wielkość) zależy od siły bodźca, czyli jego natężenia oraz zmniejsza się w czasie i przestrzeni nie spełnia prawa „wszystko albo nic” „odwzorowuje bodziec” Chemoreceptory Definicja Receptory rozróżniające substancje chemiczne. Klasyfikacja receptory węchowe w układzie węchowym neurony w narządzie womero-nasalnym; detekcja feromonów receptory smakowe w układzie smakowym komórki kłębka szyjnego i komórki kłębka aortalnego; głównie detekcja zmian dotyczących tlenu, wzrostu cząstkowego ciśnienia dwutlenku węgla, zmniejszenia pH krwi tętniczej
Receptory węchowe w układzie węchowym Inne nazwy tych receptorów: węchu, zapachu, zapachowe, olfaktoryczne, odorantów rysunek – obszar limbiczny, opuszka węchowa Mechanizmy percepcji węchowej : Nagroda Nobla z fizjologii, 2004 Odkrycie rodziny genów kodujących receptory odorantów (Buck & Axel), stanowiącej 2% z około 30 tysięcy genów człowieka. Jest największa w ludzkim genomie. Analiza sygnałów węchowych (Buck & Axel) selekcja zapachów w komórkach nabłonka, pobudzenie określonych grup receptorów przez określone grupy związków; selekcja w opuszce węchowej, w której zbiegają się aksony komórek węchowych zawierających takie samo białko receptorowe; analiza rozkładu pobudzeń w korze węchowej – rozpoznanie rodzaju zapachu i ocena intensywności wrażenia /przed etapem rozpoznania zachodzi percepcja emocjonalna/ Richard Axel (1946, New York City), amerykański neuronaukowiec (neuroscientist) specjalista w dziedzinie układu węchowego. Razem z Lindą B. Buck, będącą w jego grupie badawczej na stażu podoktorskim, zdobył Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii w 2004r. Linda B. Buck (1947, Seattle) Amerykanka, uczennica Richarda Axela, laureatka Nagrody Nobla. Narząd womero-nasalny (VMO {vomeronasal organ}, Narząd Jacobsona, narząd przylemieszowy, narząd lub organ lemieszowy, narząd lemieszowo-nosowy) Obecność VNO stwierdzono u większości płazów, gadów i ssaków. Zawiera receptory feromonów z rodzin V1R, V2R i V3R. U gryzoni działania feromonów mają wpływ na przebieg rui i ciąży. Węże używają VNO do tropienia ofiary. U ludzi funkcjonalność VNO budzi kontrowersje. Schemat – głowa szczura (narząd womeronasalny, opuszki węchowe itd.) Chemoreceptory : receptory smakowe (smakowe komórki receptorowe, TRC, Taste Receptor Cells) schemat – wygląda jak cebula w skórze TRC – gustducyna Należy do białek G i przypomina budową transducynę. Odgrywa rolę w odczuwaniu bodźców smakowych: gorzkich, słodkich i umami. U człowieka białko gustducyny kodowane jest przez gen GNAT3 w locus 7q21.11. Gustducyna Otrzymany przy użyciu barwienia immunohistochemicznego obraz komórki smakowej. Kolor niebieski: gustdyctna (czerwony – białko G14)
Smak: od recepcji do percepcji
Smakowe komórki receptorowe na języku
Smakowe neurony sensoryczne w pniu mózgu
Komórki przekaźnikowe w pniu mózgu
Kora Ciało somatosensoryczna migdałowate i podwzgórze Świadoma percepcja smaku
Emocjonalna jakość smaku
hipokamp Wspomnienia smakowe
Kodowanie bodźców smakowych: teoria linii oznaczonych (labeled-line theory, teoria ciągów oznakowanych) Zgodnie z teorią linii oznaczonych, różne tastanty, np. słodki vs. Słony, są kodowane przez oddzielne grupy komórek; informacje przekazywane są do mózgu za pomocą odseparowanych od siebie kanałów (linii). Kodowanie bodźców smakowych: teoria AFP (across-fiber pattern theory, teoria wzorca pobudzeń jednoczesnych, teoria tworzenia unikatowych wzorców aktywności w wielkich zespołach neuronów) Zgodnie z teorią AFP, różne tastanty są kodowane za pomocą różnic w paternach przestrzennoczasowej aktywności elektrycznej w obrębie zespołu (populacji) komórek. Kodowanie bodźców smakowych: teoria linii oznaczonych vs. Teoria AFP W systemie działającym na zasadzie kodu linii oznaczonych każdy receptor reaguje na ograniczony zakres bodźców i wysyła sygnały do mózgu bez łączności z innymi sygnałami; w systemie działającym na zasadzie kodu populacyjnego każdy receptor reaguje na szeroki zakres bodźców i wysyła sygnały do mózgu pozostające w łączności z innymi sygnałami.