معلومة

لماذا تعتبر مستقبلات الجلد اللمسية مستقبلات طورية؟

لماذا تعتبر مستقبلات الجلد اللمسية مستقبلات طورية؟



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

المستقبل الطوري بحكم التعريف هو الذي يتكيف بسرعة مع التغيير. من حيث إطلاق الخلايا العصبية ، هذا يعني أنه لا يؤدي إلى إطلاق نار آخر لأن المستقبلات تستخدم في المنبه.

لكن عندما أضع أصابعي على ذراعي ، أشعر باستمرار بالضغط. هل يعني هذا أن مستقبلات الجلد تكون مرحلية فقط بمعنى أنها ستطلق بمجرد لمسها ولا تطيل هذا الإحساس باللمس؟


اجابة قصيرة
يتوسط التكيف البطيء للمستقبلات الميكانيكية في الجلد إدراك منبهات الضغط الساكن ، بينما تتكيف مستقبلات الجلد بسرعة تتوسط في التغيير السريع (على سبيل المثال ، الاهتزازي).

خلفية
هناك مستقبلات جلدية مختلفة. تحتوي البشرة المشعرة ، مثل تلك الموجودة على الذراع ، على أربعة مستقبلات ميكانيكية متخصصة على الأقل ، وهي كريات باتشيني ومستقبلات بصيلات الشعر ونهايات روفيني وأقراص اللمس. يمكن تمييزها تقريبًا بمعدلات تكيفها ، أي التكيف السريع (الجسيمات الباشينية ومستقبلات بصيلات الشعر) والتكيف ببطء (نهايات روفيني وأقراص اللمس). تولد المستقبلات سريعة التكيف استجابات قوية للمنبهات الاهتزازية ، ولكنها تستجيب بشكل ضعيف للضغوط الساكنة. والعكس صحيح بالنسبة للمستقبلات التي تتكيف ببطء (Kaczmarek et al. ، 1991).

ومن ثم ، فإن الضغط الساكن يتم تسجيله بأمانة بواسطة مستقبلات الضغط الساكن ، في حين أن المستقبلات الطورية متخصصة في الإدراك الاهتزازي.

تطلق المستقبلات الثابتة قطارًا مستمرًا على منبه الضغط المستمر ، والمستقبلات الطورية تفعل ذلك فقط في بداية ونهاية محفز الضغط الساكن. ومن ثم ، عندما يكون هناك منبه سريع الاهتزاز (لنقل 200 هرتز) ، فإن المستقبلات الطورية ستكون كذلك أيضا إمكانات فعل النار في كل مرة عند بداية مرحلة الضغط وإزاحتها ، وبالتالي تمثل الحافز بأمانة. فيما يلي صورة لمستقبلات الجلد المختلفة واستجاباتها لمحفز الضغط الساكن. لاحظ أن أجهزة الاستقبال التي تتكيف ببطء فقط هي التي تظهر استجابة الصدأ:


المصدر: مايكل مان

المرجعي
Kaczmareck et al. ، IEEE Trans Biomed Eng 1991;38:1-16


العصب الثلاثي التوائم

مستقبلات

المستقبلات الجلدية للعصب ثلاثي التوائم هي في المقام الأول نهايات ميكانيكي ، حراري ، ونهايات مسبب للألم. وتشمل هذه الكريات الباسينية ، ونهايات الأعصاب الحرة ، وأقراص Merkel & # x27s ، ونهايات Ruffini & # x27s. على الرغم من أن هذه غالبًا ما ترتبط بشعر الوجه ، إلا أن المناطق ذات التعصيب الكثيف بشكل خاص تشمل الشفاه والأسطح الشدقية واللثة والقرنية. بعض المؤثرات الحسية المسببة للألم ليست نقية ، في حين أن البعض الآخر ، والواردات اللمسية والميكانيكية ، تكون شديدة للغاية. بالإضافة إلى ذلك ، توجد مغازل العضلات وأعضاء أوتار جولجي داخل عضلات الوجه وتمتد عبر ألياف النوع Ia و Ib إلى الجسور.


ما هي وظيفة القرص اللمسي؟

اللمس كريات أو ميسنر الجسيمات هي نوع من المستقبلات الميكانيكية اكتشفها عالم التشريح جورج ميسنر (1829 و ndash1905) ورودولف فاغنر. إنها نوع من الأعصاب المنتهية في الجلد وهي المسؤولة عن الحساسية للمس الضوء.

قد يتساءل المرء أيضًا ، ما هي الوظيفة الرئيسية لجسم ميسنر؟ وظيفة في نهايات الاستقبال الحسي البشري ، ومستقبلات بصيلات الشعر ، و جسيمات ميسنر، والاستجابة للضوء السطحي تلمس المقبل اثنينونهايات ميركل ونهايات روفيني للمس الضغط وآخرها باتشيني الجسيماتالاهتزاز.

الى جانب ذلك ، ما هي الأقراص اللمسية؟

الأقراص اللمسية. ال أقراص اللمس، مصنوعة من المطاط الصناعي لطيف الملمس ، تحتوي على أنواع مختلفة اللمس الهياكل ، ولكل منها لونه الخاص. كل من اللمس يمكن العثور على الهياكل على نطاق واسع قرص لوضعها على الأرض ، وكذلك على صغيرة قرص أن الطفل سيكون قادرًا على الإمساك بيديه.

ما هي الجسيمات الباسينية وما هي وظيفتها؟

تعتبر الكريات الصفائحية (أو الجسيمات الباشينية التي اكتشفها عالم التشريح الإيطالي فيليبو باتشيني) واحدة من الأنواع الأربعة الرئيسية للمستقبلات الميكانيكية زنزانة في جلد الثدييات اللامع (الخالي من الشعر). إنها نهايات عصبية في الجلد مسؤولة عن الحساسية للاهتزاز والضغط.


لماذا تعتبر مستقبلات الجلد اللمسية مستقبلات طورية؟ - مادة الاحياء

جسيمات مايسنر ، المعروفة أيضًا باسم كريات فاغنر-ميسنر أو الكريات اللمسية ، هي مجموعة فرعية من المستقبلات الميكانيكية التي وصفها لأول مرة البروفيسور جورج ميسنر والبروفيسور رودولف واجنر في عام 1852. تقع في الحليمات الجلدية للجلد اللامع ، هذه النهايات العصبية المغلفة المتخصصة تتابع اللمسة الدقيقة و أحاسيس الاهتزاز ذات التردد المنخفض للجهاز العصبي المركزي (CNS). تلعب كريات مايسنر دورًا أساسيًا في حدة الحسية الجسدية ، خاصة في الأطراف الرقمية وجلد الراحي ، وتستحق الأهمية السريرية للاعتلال العصبي المحيطي والسكري وكذلك التنكس المرتبط بالعمر للإحساس باللمس الجلدي.

بنية

إن كريات مايسنر عبارة عن مستقبلات ميكانيكية إهليلجية تقع بشكل سطحي داخل الحليمات الجلدية على عمق حوالي 150 ميكرومتر. يبلغ قطر الكريات ما يقرب من 20 إلى 40 ميكرومترًا وطولها من 80 إلى 150 ميكرومترًا ، مع محورها الطويل الموجه عموديًا على سطح الجلد. ثلاث كريات لكل حليمة. يعتمد حجم وكثافة المستقبلات على موقع المنشأ.

تتكون كل جسيم من ثلاثة مكونات أساسية: خلايا شوان الممدودة ، وكبسولة نسيج ضام ، ومحور عصبي مركزي. [2] [3] من الكولاجين والألياف الدقيقة. [4] & # 160 كبسولة مايسنر كريات مشتق من النسيج الضام الليفي داخل العصب والعجان. يتم تبطين الجانب الأعمق من الجسم بطبقتين من & # 160 إلى أربع طبقات من الخلايا الليفية والمصفوفة الليفية. قمة الكبسولة غير مكتملة. في هذه المنطقة ، تمتد ألياف الكولاجين من المصفوفة بين اللثة إلى الأدمة وترسي المستقبل على الجانب الأساسي للبشرة.

يتم توفير كل جسم عن طريق نهاية عصبية مشتقة من ألياف واردة من ألياف أميلويد بيتا النخاعية متوسطة الحجم. تصل إلى البشرة. [3] & # 160 عادة ، يتم توفير الجسيمات بواسطة محور عصبي واحد ، ولكن تم توثيق الكريات التي تحتوي على 2 إلى 7 فروع ملحقة من المحور الأساسي. تحتفظ الألياف العصبية بغلاف المايلين الخاص بها عند دخولها إلى الجسم ولكنها تصبح أميلينية بعد مسافة قصيرة. يقع جسم الخلية للخلايا العصبية الموردة داخل عقدة الجذر الظهرية أو العقدة الحسية للعصب القحفي. خلية عصبية واحدة من العقدة الحسية قادرة على إمداد عدة كريات.

يعتمد تطوير كريات مايسنر على مستقبلات التغذية العصبية المشتقة من الدماغ (BDNF) التي تشير عبر مستقبل تروبوميوسين كيناز ب (TrkB). TrkB هو مستقبل عبر الغشاء مرتبط بالإنزيم المشفر بواسطة نترك 2 الجين. أدت الدراسات التي أجريت على الحيوانات التي شملت خروج المغلوب من BDNF أو TrkB في الفئران إلى نقص في جسيمات Meissner ، مما يسلط الضوء على أهمية نظام الإشارات هذا في تطور الجسم. [7] [8] [9]

وظيفة

تتكون كريات مايسنر من عصب جلدي ينتهي بمسئولية نقل أحاسيس اللمس والاهتزاز الدقيق والتمييز. 10 ميكرومتر. بالإضافة إلى ذلك ، قد تكتشف هذه الجسيمات الإحساس بالانزلاق بين الجسم والجلد ، مما يسمح بالتحكم في القبضة. تم افتراض أن كريات مايسنر تعمل في تتابع أحاسيس الألم ، حيث أن بعض المحاور قد تعبر عن المادة P وغيرها من الببتيدات المسببة للألم. [10] يبلغ قطر المجال الاستقبالي لجسيمات Meissner من 3 إلى 5 مم. تستجيب الجسيمات لأي محفزات داخل هذا المجال الاستقبالي بتوحيد تقريبي ، مما ينتج عنه دقة مكانية محدودة نسبيًا.

يتم نقل القوة الخارجية المطبقة على جسم مايسنر بواسطة ألياف الكولاجين المتصلة بالصفائح. يؤدي التشوه الفيزيائي الناتج إلى ثني المحاور العصبية لتوليد جهد فعل.

تحضير الأنسجة

يمكن التعرف على كريات مايسنر في عينات خزعة الجلد تحت المجهر الضوئي التقليدي. مباشرة بعد الختان ، يتم وضع العينة المأخوذة من الخزعة في محلول مثبت من الفورمالين المخزن المحايد والذي يشكل روابط متقاطعة بين بقايا اللايسين للحفاظ على بنية الأنسجة. ثم توضع العينة في شريط صغير قبل أن يتسلل إليها البارافين. بعد أن يبرد الشمع ويتصلب ، يتم تقطيع كتلة البارافين المحتوية على الأنسجة إلى شرائح رقيقة بواسطة مشراح. قد يتم تلطيخ الأقسام بعد ذلك وفقًا للبروتوكولات الموصوفة مسبقًا لتلطيخ الهيماتوكسيلين ويوزين أو الكيمياء النسيجية المناعية أو التألق المناعي.

تاريخيًا ، كان يُنصح باستخدام تقنية التشريب الفضي لتلوين نهايات الأعصاب الطرفية ، بما في ذلك كريات مايسنر. [13] & # 160 يمكن لطريقة تشريب الفضة أن تبرز بشكل انتقائي كل من العصبونات الماييلية وغير الملقحة والحفاظ على التفاصيل الدقيقة للأعصاب. يتم تثبيت عينات الأنسجة في محلول محايد أو بسيط من الفورمالين أو محلول بوين. تقطع المقاطع المجمدة إلى أقسام رفيعة وتوضع في محلول التشريب المكون من اليوريا ، 1٪ نترات الفضة ، 95٪ كحول الإيثيل ، بيريدين ، 1٪ السيانيد الزئبقي ، و 1٪ حمض البيكريك في الماء المقطر. بعد الحضانة لمدة 5.5 ساعة ، يتم غمر العينات في محلول من 1 ٪ هيدروكينون ، 5 ٪ كبريتات الصوديوم اللامائية ، واليوريا ، يليها خليط من 0.2 ٪ كلوريد الذهب وحمض الخليك الجليدي ، ثم 5 ٪ هيبوسلفيت الصوديوم. بعد تلطيخ الفلورسنت المناعي ، يتم عرض العينات باستخدام الفحص المجهري بالليزر للمسح متحد البؤر.

الفحص المجهري ثنائي الفوتون هو تقنية تصوير مضان جديدة تتيح تصورًا عالي الدقة للأنسجة الحية بالقرب من سطح الجلد ، بما في ذلك كريات مايسنر. و 484 نانومتر ليزر للتصوير الحي للمكونات المحورية للكريات. يسمح استمرار الصبغة لعدة أسابيع بالقدرة على تصوير الأعصاب الجسدية في الجسم الحي على مدى فترة طويلة لتقييم الاستجابة الميكانيكية والتغيرات الهيكلية للجسيمات. يتمثل أحد أوجه القصور في طريقة التصور هذه في عدم القدرة على إبراز المكونات الأخرى للمستقبلات ، مثل الكبسولة الكولاجينية أو خلايا شوان.

كيمياء الأنسجة والكيمياء الخلوية

يمكن أن يميز التلوين المناعي الكيميائي الذي يستهدف التعبير المستضدي التفاضلي بين المكونات العصبية والداعمة لجسيمات Meissner. فيجا وآخرون ذكرت أن التوسيم المناعي المزدوج بالأجسام المضادة وحيدة النسيلة ضد بروتينات الخيوط العصبية البشرية (NFP) و S100 يمكن أن يلوث بشكل موثوق المحور العصبي المركزي وخلايا شوان ، على التوالي. والوحدات الفرعية نيوكالسين والخيوط العصبية. كما تم استخدام المادة P ، والببتيد المرتبط بجين الكالسيتونين ، وهرمون تحفيز الخلايا الصباغية جاما لتلطيخ المكونات العصبية لكريات ميسنر. يمكن التعرف على الخلايا الصفائحية & # 160 باستخدام بقع & # 160 التي تستهدف مستقبلات مستقبلات الفيمنتين وعامل النمو TrkB.

ضوء الفحص المجهري

تحت المجهر الضوئي ، تظهر كريات مايسنر على شكل هياكل ملفوفة تشبه الزنبرك مكونة من خلايا صفائحية مكدسة تشبه القرص. اتجاه الصفائح متغير ، لكنها عادة ما تكون موازية لسطح الجلد. تحتوي الخلايا الصفائحية المشتقة من خلية شوان على نوى مزاحة محيطيًا ويتم احتواؤها داخل كبسولة ليفية غير مكتملة في قمتها. لا يمكن رؤية العصبونات التي تمر عبر الصفائح بواسطة تقنيات تلطيخ الهيماتوكسيلين والأيوزين التقليدية.

مجهر الكترون

قد يتم تقدير تفاصيل أكثر بكثير عن كريات مايسنر عند النقل والمسح المجهري الإلكتروني. [2] & # 160 يمكن تصور الخلايا الصفائحية على أنها نوى محيطية وامتدادات حشوية بسمك 2 إلى 3 ميكرومتر في داخل الجسم. ترتبط هذه الإسقاطات بواسطة تقاطعات تشبه الديسموسوم داخل صفيحة قاعدية وتحيط بها مادة interlaminar تتكون من الكولاجين والألياف الدقيقة. الجزء الداخلي من الخلايا الصفائحية أملس ، على الرغم من أن جوانبها الخارجية مغطاة بإسقاطات دقيقة بسماكة 0.1 إلى 0.3 ميكرومتر ، مما يضفي عليها مظهرًا مسننًا. يمكن التعرف على المحاور العصبية في المجهر الإلكتروني ، حيث تتفرع وتتفرع بشكل حلزوني في جميع أنحاء الصفائح. تحتوي العصبونات على مناطق دوالي غنية بالميتوكوندريا وتنتهي في نهايات منتفخة واسعة. قمة الجسم على اتصال مباشر مع الخلايا القاعدية للبشرة ، مع أطراف محوار وخلايا رقائقية تتفاعل مع الطبقة القاعدية.

الفيزيولوجيا المرضية

كما هو مفهوم حاليًا ، تلعب جسيمات مايسنر دورًا ثانويًا نسبيًا في الأمراض التي تصيب الإنسان. غالبًا ما يُشار إلى كريات مايسنر على أنها مكون ملحق حميد في بعض الشامات الخلوية والأورام الشفانية والأورام الليفية العصبية. يصف تقرير حالة واحد وجود كريات شبيهة بمايسنر داخل ورم مسخي كيسي مبيض ناضج.

تصف تقارير الحالات العرضية الأورام الحميدة المكونة بشكل كبير أو كلي من كريات مايسنر المعروفة باسم ورم الورم العصبي واجنر مايسنر (WMNs). [18] & # 160WMNs تظهر ككتل من الأنسجة الرخوة بطيئة النمو تشمل الأدمة العميقة والأنسجة تحت الجلد. لم تقتصر شبكات WMN على التوزيع النموذجي لجسيمات Meissner ، حيث تم الإبلاغ عنها على الخد والأطراف السفلية والفرج. تقرير حالة واحد يوثق نمط نمو تسلل. في الفحص النسيجي ، تعرض شبكات WMN مجمعات صفائحية تتكون من ما يصل إلى 20 خلية رقائقية ، تشبه كريات Meissner. هذه الأورام تلطخ بشكل إيجابي من أجل enolase و vimentin و S100 الخاصة بالخلايا العصبية ولكنها تفتقر إلى الألياف العصبية التي تزود المستقبلات ، مما يميز هذه الهياكل غير الطبيعية عن الكريات الوظيفية في الأدمة.

تم تحديد الهياكل المتطابقة شكليًا لجسيمات Meissner في مواقع غير طبيعية وقد أطلق عليها اسم الأجسام الشبيهة بالجسم الملموس ، وأجسام Wagner-Meissner ، والجسيمات الزائفة Meissner ، وجسيمات Meissner-oid. تم نشر العديد من الحالات التي توضح بالتفصيل تحديد تكاثر هذه الهياكل الشبيهة بجسم مايسنر داخل الصفيحة المخصوصة ، والغشاء المخاطي المعدي المعوي ، بما في ذلك المريء والمعدة والقولون. [21] [22] [23]

أصل هذه الآفات غير واضح ولكنه قد يمثل ورمًا عضليًا أو أورامًا عصبية أو عملية تفاعلية. عادة ما يتم اكتشاف هذه التكاثر بالمصادفة أثناء تنظير القولون ، وغالبًا ما تشبه الزوائد اللحمية القولونية ، مما يؤدي إلى أخذ خزعة منها والتعرف عليها. يكشف الفحص المرضي لهذه الآفات عن مجموعات منفصلة من الركام الحمضي داخل الصفيحة المخصوصة. تتكون هذه الهياكل من خلايا على شكل مغزل ، ولكل منها نواة واحدة غريبة الأطوار ومستطيلة وسيتوبلازم صفائحي يوزيني. تلطيخ S100 إيجابي بينما علامة المنسجات CD68 سلبية ، مما يشير إلى الأصل الشواني أو العصبي للآفات. يشمل التشخيص التفريقي لهذه التكاثر ترسب أميلويد مخاطي وأورام حبيبية مخاطية ، على الرغم من أن التلوين السلبي لأحمر الكونغو و CD68 ، على التوالي ، يمكن استخدامه بشكل موثوق للتمييز بين هذه الاضطرابات. وجود أجسام داخل الجهاز الهضمي حميد.

الأهمية السريرية

تعتبر جسيمات Meissner جزءًا لا يتجزأ من النظام الحسي البشري ، وهي ضرورية للتحكم في اللمس والقبضة التمييزي. تسمح الحساسية العالية لهذه المستقبلات أيضًا بقراءة طريقة برايل باستخدام أطراف الأصابع. لدى الذكور والإناث عدد مماثل من الجسيمات في كل رقم ، على الرغم من أن الرجال لديهم كثافة أقل من المستقبلات التي قد تساهم في اختلاف بسيط في قابلية اللمس ، نظرًا لمتوسط ​​مساحة أكبر من أيدي الذكور وأصابعهم. 160 كما يتراجع حجم وكثافة وتعقيد جسيمات مايسنر بشكل ملحوظ مع تقدم العمر. [25] & # 160 كشفت الدراسات على الحيوانات أنه مع تقدم العمر ، تصبح الخلايا العصبية التي تزود جسيمات ميسنر أكثر خشونة ومتعرجة ودوالي مع تفكك الصفيح. [26] & # 160 أظهرت العصبونات القديمة اتجاهًا متوازيًا أقل وعددًا متزايدًا من التشعبات المحورية لكل جسيم. [27] & # 160 قد تكمن هذه النتائج وراء الانخفاض المرتبط بالعمر في حساسية اللمس.

ارتبطت الاختلافات في كثافة الجسم بعدد من الاضطرابات العصبية ، بما في ذلك الاعتلال العصبي الحسي ، ومرض شاركو ماري توث ، ومرض باركنسون ، والاعتلال العصبي لفيروس نقص المناعة البشرية ، وترنح فريدريك ورسكووس. [28] [29] [30] & # 160 تضخم وتضخم في تم وصف كريات مايسنر خلال المراحل الأولية لمرض السكري في الدراسات الرئيسية. هيكل غير طبيعي وتعبير البروتين. بالإضافة إلى ذلك ، فقد لوحظ انخفاض عدد المحاور العصبية في الأدمة ، بما في ذلك تلك التي تعصب كريات مايسنر ، في مرضى السكري. [31]

يمكن أن تعيش جسيمات Meissner لفترات طويلة بعد إصابة الأعصاب أو إزالة التعصيب ولكن يمكن أن تحافظ على التغييرات في التعبير البروتيني. لقد تبين أن التعبير عن S100 ، وهو علامة للخلايا الصفائحية داخل كريات Meissner ، يكون طبيعيًا بعد إصابة الحبل الشوكي ، ويتضاءل في انحباس العصب ، ويغيب في الأمراض الجلدية المزروعة. [32] & # 160 تشير هذه النتائج إلى السلامة الوظيفية للتعصب المحوري مطلوب لتعبير البروتين S100 عن طريق الخلايا الصفائحية الجسدية.


كم عدد مستقبلات اللمس في الجلد؟

يتم الرد على هذا بشكل شامل هنا. علاوة على ذلك ، أين توجد مستقبلات اللمس في الجلد؟

مستقبلات التي تجعل الجسم يشعر لمس. اتصال. صلة نكون تقع في الطبقات العليا من جلد - الأدمة والبشرة.

بجانب ما سبق ، لماذا من المهم وجود مستقبلات للمس في الجلد في جميع أنحاء الجسم؟ إحساسنا بـ لمس. اتصال. صلة يسمح لنا بتلقي معلومات حول بيئتنا الداخلية والخارجية ، مما يجعلها الأهمية للإدراك الحسي. إحساسنا بـ لمس. اتصال. صلة يسمح لنا بتلقي معلومات حول بيئتنا الداخلية والخارجية ، مما يجعلها الأهمية للإدراك الحسي.

في هذا الصدد ، ما أنواع مستقبلات اللمس الموجودة في الجلد؟

  • المستقبلات الميكانيكية الجلدية. عضو روفيني النهائي (شد الجلد) المصابيح النهائية لكروس (بارد) جسيم ميسنر (تغيرات في الملمس ، اهتزازات بطيئة) كرية باتشيني (ضغط عميق ، اهتزازات سريعة)
  • مستقبلات حرارية.
  • مستقبلات الألم.
  • المستقبلات الكيميائية.

أي جزء من الجسم يحتوي على أكثر مستقبلات اللمس؟

اللسان والشفاه وأطراف الأصابع هم معظم اللمس- حساس أجزاء من الجسم، أقل ما في الجذع. كل إصبع لديها أكثر من 3000 مستقبلات اللمس، العديد منها يستجيب بشكل أساسي للضغوط.


لماذا تعتبر مستقبلات الجلد اللمسية مستقبلات طورية؟ - مادة الاحياء

فسيولوجيا الفقاريات
بيو 410

تحتوي صفحة الويب هذه على ملاحظات لمرافقة محاضرات في فسيولوجيا الفقاريات ، علم الأحياء 410 ، التي يدرسها الدكتور بيتر كينغ في قسم علم الأحياء ، جامعة فرانسيس ماريون ، فلورنسا ، ساوث كارولينا ، 29502 ، الولايات المتحدة الأمريكية.

المستقبلات الحسية خاصة بالخاصية التي تستشعرها مثل درجة الحرارة والضغط والمواد الكيميائية ورؤية صوت الحركة وما إلى ذلك.

أربعة أنواع من المستقبلات الوظيفية هي
1. مستقبلات كيميائية
2. مستقبلات الضوء
3. المستقبلات الحرارية
4. مستقبلات ميكانيكية

الشيء المشترك بينهما هو أنهم يغيرون استقطاب الخلية وقد يتسببون في النهاية في إحداث جهد فعل.
تعمل النهايات العصبية الحسية بطريقة مماثلة للتشعبات.
تكون الاستجابة للمحفز محلية ومتدرجة وتساهم في تغيير الخلية نحو العتبة أو بعيدًا عنها.
في حين أنها تشبه EPSP فإنها تسمى إمكانات المستقبل أو المولد

تنقسم استجابة المستقبلات إلى فئتين ، مستقبلات طورية ومنشطة
ترسل المستقبلات المرحلية APs في إحساس سريع عند تحفيزها لأول مرة ولكن سرعان ما تقلل من تردد AP حتى إذا استمر التحفيز. يتكيفون مع التحفيز.
أمثلة؟
الرائحة واللمس ودرجة الحرارة

تنتج مستقبلات منشط إشارة ثابتة (تردد AP) أثناء تطبيق التحفيز.
أمثلة؟
المستقبلات الضوئية ، المستقبلات الميكانيكية

الأحاسيس الجلدية
اللمس والضغط والحرارة والبرودة والألم هي منبهات تلتقطها عصبونات حسية مختلفة.
يتم التقاط الحرارة والبرودة والألم من خلال النهايات العصبية العارية في الجلد.
هناك مستقبلات باردة أكثر من المستقبلات الساخنة والمستقبلات الساخنة أعمق.
تثبط درجة الحرارة أو تثير كل مستقبلات.

الخلايا العصبية الحسية للألم (nociceptors) هي نهايات عصبية مجانية تلتقط تلف الأنسجة.
قد تكون المحاور مائلة أم لا.
الناقل العصبي هو مادة P (11 aa polypeptide) في الجهاز العصبي المركزي

يتم التقاط اللمسة من خلال نهايات متغصنة عارية ملفوفة حول بصيلات الشعر ونهايات ممتدة أخرى مثل نهايات روفيني وأقراص ميركل

طعم ورائحة
تتفاعل مستقبلات الذوق والشم مع الجزيئات الذائبة في السائل وتصنف على أنها مستقبلات كيميائية.
إنها متكاملة إلى حد ما وغالبًا ما نخلط بين إحساس آخر.
مستقبلات الذوق هي خلايا طلائية معدلة ذات ميكروفيلي طويل. تتجمع الخلايا معًا وتمتد الميكروفيلي عبر مسام إلى البيئة الخارجية.

يتسبب التحفيز في إزالة الاستقطاب وإطلاق ناقل عصبي يحفز الخلايا العصبية المرتبطة.
توجد معظم براعم التذوق لدى البشر على اللسان ويتم تغذيتها بواسطة العصب البلعومي اللساني (التاسع) والعصب الوجهي (السابع).

أجهزة الاستشعار الشمية هي نهايات شجرية للخلايا العصبية ثنائية القطب. يتصلون بالخلايا العصبية في البصيلة الشمية.
هذه الخلايا العصبية فريدة من نوعها في أنها تخضع للانقسام. يبلغ عمرها حوالي شهرين.
تنتهي التشعبات بمقبض مع أهداب. ترتبط الجزيئات بالمستقبلات الموجودة على الأهداب وتتسبب في إزالة الاستقطاب عن طريق فتح القنوات الأيونية.

تعمل الإنزيمات المتتالية على تضخيم التأثير ويمكن للأنف البشرية اكتشاف جزء من مليار أونصة من العطر في الهواء.
الاتصال العصبي مباشر إلى الجهاز الحوفي في الدماغ الأمامي. مهم في الذاكرة والعواطف.
تم التعرف على أكثر من 1000 جين كترميز لبروتينات مستقبلات حاسة الشم.
يمكن تمييز 10000 رائحة مختلفة.

الجهاز الدهليزي والقوقعة
يتم التحكم في إحساسنا بالتوازن وسمعنا بواسطة أجهزة استشعار في الأذن.
الخلايا الحسية متشابهة في هذين العضوين.
وهي عبارة عن خلايا ظهارية معدلة تسمى خلايا الشعر.
تحتوي خلايا الشعر على 20-50 نتوءًا من غشاء الخلية يسمى الستريوسيليوم وأهداب حقيقي واحد (كينوسيليوم) متصل بالألياف.
عندما تدفع الستيروسيليوم نحو kinocilium ، يتم إثارة الخلية ، ويتم تثبيطها إذا تم عكس الحركة.

يلتقط الجهاز الدهليزي الحركة بخلايا الشعر التي تكتشف حركة السوائل في القنوات شبه الدائرية. يغطي الغشاء الجيلاتيني ، القبة ، الشعر ويتحرك بواسطة اللمف الباطن.
يتم غرس شعيرات من بعض الخلايا في المثانة والكيس في مادة هلامية تحتوي على حصوات غبار ثقيلة تلتقط التسارع وتعطينا إحساسًا بالجاذبية

يبدو
تستقبل خلايا الشعر الصوت أيضًا.
تعمل الموجات الصوتية في الهواء على خفض الغشاء الطبلي.
في الأذن الداخلية (المنطقة الواقعة بين الغشاء الطبلي والقوقعة) تنقل 3 عظام (المطرقة والسندان والركاب) حركة طبلة الأذن ميكانيكيًا إلى النافذة البيضاوية في القوقعة.
تتسبب حركة النافذة البيضاوية في حدوث موجات في السائل (perilymph) في القوقعة.

تسبب حركة السوائل في دهليز Scala و Scali tympani انخفاضًا في الغشاء الدهليزي والغشاء القاعدي الذي يفصل بين حجرة أخرى مملوءة بالسائل (endolymph) ، وهي القناة القوقعية.
يتم إزاحة ستريوسيليا على خلايا الشعر في قناة القوقعة مع انخفاض الأغشية.
تسبب الترددات المختلفة للموجات الصوتية في الهواء تحفيز خلايا الشعر المختلفة.

مشهد
هناك نوعان من المستقبلات الضوئية في العين ، والقضبان والمخاريط الموجودة على شبكية العين.
تحتوي هذه الخلايا العصبية على أصباغ ضوئية تتكسر عندما تصطدم بالفوتونات.
تستشعر المخاريط رؤية الألوان في الضوء الساطع وتوفر القضبان رؤية بالأبيض والأسود في الإضاءة المنخفضة.
تحتوي القضبان على الصباغ الضوئي رودوبسين الذي يتحلل إلى الريتينين والأوبسين.

يغير انهيار رودوبسين النفاذية الأيونية لغشاء الخلية مما يسبب تغيرات في استقطاب الخلية.
تعتمد رؤية الألوان ثلاثية الألوان على المخاريط التي تحتوي على الريتينين مع 3 فوتوبسينات مختلفة تمتص الفوتونات ذات الأطوال الموجية المختلفة المقابلة للأزرق والأخضر والأحمر.

هناك تقريبا. 120 مليون قضيب و 6 ملايين مخروط ، ولكن فقط حوالي 1.2 مليون خلية عصبية في العصب البصري لكل عين عند الإنسان.
4000 مخروط في النقرة تتصل بحوالي 4000 خلية عقدة ، مما يعطي حدة بصرية أكبر في تلك المنطقة.
قد تتلقى الخلايا العقدية المفردة خارج النقرة مدخلات من عدد كبير من القضبان.
هذا يوفر حساسية أكبر للضوء ولكن حدة أقل.

يمكن للبشر اكتشاف حوالي 1500 طول موجي مختلف. تتلقى المخاريط الحمراء تحفيز الميموم عند 565 نانومتر والأخضر عند 530 نانومتر والأزرق عند 440 نانومتر. الأطوال الموجية بينهما تحفز أكثر من نوع واحد من المخروط بكثافة مختلفة ويفسر الدماغ مزيج هذه الإشارات على أنها ألوان مختلفة.

تختلف الطيور والزواحف والأسماك عن الثدييات فقد تكون ثلاثية الألوان أو رباعية الألوان أو خماسية اللون. معظم الثدييات ثنائية اللون ، ولها مخاريط زرقاء وخضراء فقط. يبدو أن رؤية الألوان ثلاثية الألوان قد تطورت مرة أخرى في الرئيسيات وهي موجودة في قرود العالم القديم والقردة والبشر. يُعتقد أن جين opsin الأخضر تضاعف وتباعد وتغير أحدهما إلى جين opsin الأحمر (الموجود على كروموسوم X للبشر).


أجهزة المستقبلات والحواس في الحيوانات | علم الحيوان

فيما يلي قائمة بالمستقبلات والأعضاء الحسية الموجودة في الحيوانات.

مستقبلات اللافقاريات:

1. مستقبلات ميكانيكية:

توجد أربعة أنواع من المستقبلات الميكانيكية في اللافقاريات:

أنا. المستقبلات اللمسية:

المستقبل اللمسي (اللمس) هو مستقبل طوري. في cnidaria ، توجد cnidocils المستقبلات اللمسية (الشكل 14.1) في الخلايا العينية (الخلايا العينية). عند لمس cnidocil ، تتعاقد الخلية cnidocyte بعنف وتؤدي إلى تفتيت الكيسة nematocyst. هذا يؤثر على كل من الدفاع والقبض على الفريسة.

تنتشر الخلايا الحسية على سطح الجسم من التوربينات ، ودودة الأرض على مخالب النيانث ، وعلى قرون الاستشعار واللحية في المفصليات وعلى اللوامس ، ملامس الشفوية ، الرأس والساق الحشوي في الرخويات.

ثانيا. مستقبلات الملكية:

المستقبلات البنائية هي مستقبلات منشط ، وتسجل تغيرات الإجهاد في الهيكل الخارجي. في اللافقاريات يهتمون بنقل المعلومات الوضعية ويتواجدون في القشريات والحشرات. في الحشرات ، يتم تعديل الهياكل الجلدية في شكل شعر ، لوحة ، وما إلى ذلك وتقع في المنطقة القابلة للتمدد من البشرة.

يتم التحكم في عمل الأجنحة أثناء الطيران من خلال الخلايا المستقبلة الموجودة في قاعدة الرسن.

ثالثا. مستقبلات التوازن:

يعد الحفاظ على توازن الجسم أمرًا خجولًا بالنسبة للأنشطة الطبيعية للحيوان. تستجيب مستقبلات التوازن لفقدان الاتزان والخجل وتساعد الحيوان على تصحيحه. تضمن الكيسات الليفية (الشكل 14.2) ، أجهزة الإحساس الهامشية ، السباحة الأفقية في الكائنات المجوفة. الكيسات الحالة (Gr. statas = الوقوف + الكيس = الكيس) هي & # 8216 كائنات متوازنة في المفصليات والرخويات.

الكيس الحجري هو عادة كيس بيضاوي ، قد يكون أو لا يكون على اتصال مع الخارج ومبطنة بشكل داخلي ولامع بواسطة غشاء حسي يحمل مفصليات الأرجل والرخويات. عادة ما يكون الكيس المتحرك عبارة عن كيس بيضاوي ، وقد يكون أو لا يكون على اتصال مع الخارج ومبطن داخليًا بواسطة عمليات تحمل الغشاء الحسي أو الشعر.

يوجد جسيم كلسي واحد أو ستاتوليث أو عدد من الجسيمات الصغيرة ، statoconia (الشكل 14.3) في المركز.

في بعض الحالات ، تحتل جزيئات الرمل (الشكل 14.4) مكان الحجر الصخري. مع التغيير في وضع الجسم ، تمارس الجسيمات ضغطًا واهتزازًا على خلايا حسية معينة وهذا يشير إلى الحيوان لتصحيح موضعه فيما يتعلق بالجاذبية. زوج من الرسن ، الأجنحة الخلفية المودعة والخجولة في الذباب والبعوض تعتني بالحفاظ على الاستقرار من خلال التحكم في الرفع والدوران والهبوط في رحلتهم.

رابعا. مستقبلات الصوت:

يمكن للمستقبلات الصوتية أو حاسة السمع اكتشاف موجات الضغط التي تسببها الاضطرابات الميكانيكية على مسافة ما من الجسم.

تم تحديد ثلاثة أنواع من المستقبلات الصوتية في المفصليات:

1. الشعر الحسي:

يمكن أن يلاحظ الشعر اهتزازات منخفضة التردد. تتفاعل مع الموجات الصوتية وتقع على سطح الجسم. يسمى تردد وخجل الموجات الصوتية التي تقل عن 20 هرتز بالاهتزاز.

2. أجهزة حبلي:

تختلف في الهياكل في مفصليات الأرجل المختلفة. يوجد النوع المعروف باسم العضو الطبلي ، العضو الأكثر تعقيدًا وفعالية في إدراك الصوت في العث. الخلايا العصبية الحسية المرتبطة بالجسم القمي والخجول ، scolopodia هي ثنائية القطب.

3. أعضاء ليرييفورم:

يتكون من شقوق متوازية متفاوتة الطول في البشرة ، تشبه أوتار قيثارة. النهايات العصبية للخلايا العصبية الحسية موجودة في البشرة التي تغطيها. السمع ، بالمعنى الحقيقي للكلمة ، غائب في اللافقاريات. يمكنهم فقط إدراك الاضطرابات في الوسط - الهواء أو الماء أو المواد الصلبة.

2. مستقبلات كيميائية:

مستقبلات الشم والذوق هي مستقبلات كيميائية. هذه الأعضاء الحسية قادرة على التفريق بين المواد الكيميائية وبالتالي تساعد في التحكم في أنشطة الحيوانات فيما يتعلق بمحيطها ، في اختيار الطعام ، في السلوك الاجتماعي ، في الدفاع عن الحيوانات المفترسة ، في اختيار الشريك وغيرها.

تحمل أجزاء الفم والجزء النهائي من الفراشات والعث الشعر والأوتاد. توجد مستقبلات الذوق واللمس في هذه الهياكل. مستقبلات التذوق في الذباب خاصة بالسكر والماء والأملاح. لا يُعرف الكثير عن حاسة الشم في اللافقاريات. تحمل الهوائيات والالس في الحشرات مستقبلات الشم.

المستقبلات الشمية في العث والنمل قوية جدا وخجولة. تتحرك الرخويات الرئوية باتجاه الطعام ، حتى بعد إزالة كلتا العينين عن طريق الجراحة. هذا يشير إلى وجود نوع من حاسة الشم فيها. يمكن للأسفراديوم في الرخويات أن يختبر جودة الماء ويعتبر كمستقبل كيميائي.

3. مستقبلات ضوئية:

الأعضاء الحسية القادرة على الاستجابة للمنبهات الضوئية هي مستقبلات ضوئية. توجد مستقبلات ضوئية بدرجات مختلفة من الكمال في غالبية الحيوانات. حتى البروتوزون ، الذي تفتقر إليه مثل هذه العضية ، يستجيب للضوء ويبتعد عن الضوء الساطع. في Euglena ، المستقبلات الضوئية ، وصمة العار ، مجرد كتلة من الحبيبات (الشكل 14.5) موجودة بالقرب من قاعدة السوط.

في الميتازوان ، تتخصص أجزاء من الجلد في تكوين العيون. تساعدهم مجموعات من العيون البسيطة أو العيون الموجودة في أسماك الهلام على التوجه نحو الضوء. تنتشر الخلايا الحساسة للضوء المعزولة على سطح الجسم في ديدان الأرض. Bowl-shaped, black pigmented ocelli contain­ing clusters of photosensitive cells are present in planaria (Fig. 14.6).

The pigment allows light to reach the receptors only from above and slightly to the front, but image formation does not occur. Eye spots are present in leech. The eyes of nereis (Fig. 14.7) are more specialised them those of planaria and leech.

A lens to concentrate light and a great increase in the number of photoreceptor cells led to the evolution of image forming eyes.

Two types of eyes—ocelli or simple eyes and compound eyes, are found in arthropods.

The ocelli type eyes are constituted by a single ommatidium, as in arachnids (Fig. 14.8) and compound eyes in crustacea and insects. The eyes of cephalopods are camera type like those of the vertebrates.

A compound eye is formed of a number of visual elements, ommatidia and visions are of two types, mosaic and superimposed.

4. Thermoreceptors:

All animals are sensitive to variations in temperature. No specialised thermo receptors are on record in invertebrates. The thermo receptor cells are usually scattered all over the body surface and may be concentrated in certain regions. e.g., in the antennae of some insects, particularly warm blood sucking forms.

Receptors in Vertebrates:

1. Mechanoreceptors:

Five types of mechanoreceptors are found in vertebrates:

أنا. Tactile Receptors:

The whole body surface forms an organ of touch. Special tactile receptors are widely distributed on the body surface. In human, extreme concentration of touch receptors are in the fingertips and lips.

Different types of touch receptors (Fig. 14.9) are:

أ. End bulbs (Fig. 14.9A) consist of ovoidal groups of sensory cells innervated by a special nerve.

ب. Touch cells (Fig. 14.9B) formed by ter­mination of a sensory nerve in the dermis.

ج. Touch corpuscles (Fig. 14.9C) ramified sensory nerve in a mass of connective tissue, the terminal branches ending in touch cells.

د. Pecinian corpuscle (Fig. 14.9D) the naked axon is surrounded by a. complex, laminated sheath containing fluid.

ثانيا. Proprio Receptors:

These are internal receptor organs present in skeletal muscles, tendons and joints. They are capable of registering muscle tension or stretch and ensure harmonic contraction of all the muscles involved in a single move­ment. Proprioreceptors help us to work in dark. Non-functioning of proprioreceptors causes numbness of an organ.

ثالثا. Equilibrium Receptors:

The ability to differentiate the orientation of the body in relation to its surroundings and to maintain an equilibrium is present in all vertebrates. The internal ears or membra­nous labyrinths control these functions. The membranous labyrinth is enclosed in a cavity, the bony labyrinth and bathed in a fluid, the perilymph, which is protective and acts as a buffer.

The membranous labyrinth (Figs. 14.10, 14.11) consists of three semicircular canals (except agnatha) and two small, hollow sacs, the utricle and saccule. The semicircular canals are connected at both ends with the utricle and arranged in a fashion that each is at right angles to the other two and each canal bears a small ampulla at the lower end.

The anterior and posterior canals are vertical in position while the external one is in horizon­tal plane. Patches of elongated sensory cells produced into hair-like processes are present in the ampullae, utricle and saccule.

They are known as cristae acoustica in utricle and saccule and cristae ampularis in the ampulla. The sensory cells are innervated by the branches of the auditory nerve. The utricle and saccule contain small, calcareous otoliths.

The membranous labyrinth is filled with a fluid, the endolymph. The utricle and saccule are concerned with the position of the head. The flow, of endolymph in the semicircular canals stimulates the sensory cells in the ampulla.

Maintenance of equilibrium:

Change of head position (static equili­brium) affects the gravitational pull on the otoliths and hence the pressure on the sen­sory hair cells in the utricle and saccule in relation to gravity.

Otoliths are pushed back upon certain hair cells of the utricle and saccule during rapid forward movement (linear accelaration).

The hair cells in the ampulla move faster than the endolymph due to the inertia of the lattter in sudden turns of the head (angular accelaration) and the hair cells are stimulated due to differential movement.

The impulses are transmitted to the brain and the person becomes conscious of the body position.

In addition to the membranous labyrinths, eyes and proprioreceptors help in maintain­ing equilibrium.

رابعا. Phonoreceptors in Animals:

The ear is the organ of hearing. The phonoreceptor or the structure concerned with hearing is inseparable from the inner ear or membranous labyrinth but the latter does not take part in hearing. A complete history of transformation of simple ear of fishes to the complex ear of mammals is available.

Water is a dense medium and the sound waves moving in water have a greater im­pact. The auditory organ in fishes is a simple, blind diverticulum, the lagena at the pos­terior end of the saccule (Fig. 14.10). With the change of surroundings from water to air on land, the organs of hearing underwent profound changes.

The air being a lighter medium the need to amplify the force of sound waves was a must and this led to the development of new structures. The first new acquisition in amphibia was the ear drum or tympanum on the body surface, which enclosed a space, the middle ear, external to the internal ear.

An oval window, the fenestra ovalis communicates the middle ear with the inner ear. To transfer sound waves from the tympanum to the inner ear, a new structure, as columella anris in amphibians, reptiles and birds and as stapes in mammals was formed from the hyoid arch, which was rendered functionless with the origin of autostyly.

Further, in mam­mals, incus and malleus in the middle ear developed from the quadrate and articular, respectively.

The ear in mammals though basically simi­lar to that of other tetrapod’s, is more ela­borate. The tympanum shifted from surface to inside and the passage from it to the ex­terior, the external ear appeared.

The co­chlea, the part of the membranous labyrinth concerned with hearing is an outgrowth from the saccule. The capability to detect sound waves at different frequencies varies in different ani­mals. It is 20 to 20,000 hertz in man, over 100,000 in bats.

The mammalian ear:

The mammalion ear consists of three dis­tinct parts — external ear, middle ear or tym­panic cavity and internal ear (Fig. 14.11).

The external ear:

It consists of two components, the skin covered, cartilagenous pinna or auricle and the slightly S-shaped auditory canal or exter­nal auditory meatus extending from auricle to tympanum. The tympanum completely separates the external auditory meatus from the middle ear.

The middle ear or tympanic cavity:

The cavity is lined with either a simple squamous or a cubical epithelium. It is filled with air coming from the nasopharynx through the auditory or eustachian tube lined with a ciliated epithelium. Atmospheric air pressure on both the sides of the tympanum allows it to vibrate in response to sound waves.

The medial wall of the tympanic cav­ity bears two openings, the fenestra ovalis (already referred to) or oval window and fenestra cochlea (round window). The stapes and a fine sheet of fibrous tissue occlude the fenestra ovalis and the fenestra cochlea, respectively.

Auditory ossicles:

Three small bones from outer to inside— malleus, incus and stapes, the last one fitting into the fenestra ovalis constitute auditory ossicles.

The internal ear:

Three structures — the vestibule, the mem­branous labyrinth and cochlea lodged in a cavity, the bony labyrinth constitute internal ear.

أ. The expanded part adjacent to the middle ear and containing the oval and round windows constitute the vestibule.

ب. The membranous labyrinth consists of three semicircular canals, utricle and sac­cule.

ج. The cochlea (Gr. kochlias = snail), an outgrowth of the saccule is a spirally coiled tube of two and half turns.

In a cross section, the cochlea is triangle-shaped. The base of the triangle or the basilar membrane is lined by neuroepithelial cells and nerve fibres. The neuroepithelial cells are arranged side by side and a majority of them are long and narrow (Fig. 14.12). These cells and their nerve fibres constitute the organ of corti, the hearing organ proper. The organ of corti is innervated by the auditory nerve.

Mechanism of hearing:

Sound waves travel at about 1,088 feet (332 metres) per second. The sound waves are concentrated and directed by the auricle through the external auditory meatus. The tympanic membrane vibrates in response to the pressure of the sound waves.

The vibra­tion of the tympanum is transmitted to the oval window through the middle ear by the ossicles. To and fro movements of the stapes create pressure waves in the perilymph, which, in turn, causes wave motion in the endolymph.

The neuroepithelial cells of the organ of corti are stimulated by the motion and the nerve impulses are send to the hear­ing area of the cerebrum in the brain through the auditory nerve. Vibrations of the mem­brane of the round window neutralize the wave motion in the endolymph.

v. Rheoreceptors:

Rheoreceptors or detectors of low vibra­tions in water, are present in fishes and aquatic amphibians. These are also known as lateral line sense organs. Two lateral line sense or­gans, each with a series of lateral line organs or neuromasts (Fig. 14.13) constitute rheoreceptors.

These are located within lateral line canals divisible into (a) a trunk and a tail canal and (b) a head or cephalic canal. The lateral line canals he in the dermis or deeper and covered by the skin bearing numerous pores.

A neuromast is a group of sensory cells with supporting cells. Each sensory cell has a -hair projecting outside through the pore. A mass of gelatinous material, the cupula, secreted by the neuromast cells encloses the tips of the cells.

The sense organs are innervated by the facial nerve and the lateralis branch of the vagus. The organs detect low vibrations in water and enable the fish to move correctly in turbid water and also in darkness.

2. Chemoreceptors:

The sense of smell (olfactory) and the sense of taste (gustatory) constitute chemorecep­tors. The olfactory receptors can detect objects from a distance while the gustatory receptors are active only in contact with the substance.

Olfactory receptors:

The olfactory receptors are located in the posterior part of the nasal cavities. The recep­tors or the olfactory epithelium (Fig. 14.14) is made of olfactory cells, sensitive to smell. One end of the cell responds to the chemical’ stimuli while the other end is continuous with a neuron. The nerve fibres join to form the olfactory nerve, which passes directly to the olfactory lobe of the brain.

It is believed that substances containing volatile particles when dissolved in the fluid of the nasal cavity, releases the volatile par­ticles, which stimulate the receptor cells. This initiates impulses, which are trans­mitted to the site of smell in the brain.

In many air breathing vertebrates (am­phibians, reptiles, mammals) an offshoot of the olfactory organ separated from it, forms a distinct sac lined by sensory epithelium and innervated by the olfactory and trigeminal nerve. It opens into the mouth and known as Jacobson’s organ (Fig. 37.23).

Gustatory receptors:

The sense organs for taste are bud-like structures, known as taste buds (Fig. 14.15).

In fishes the taste buds are numerous and located in the mouth cavity, pharynx, skin of the head, tentacles, branchial chambers and, in some cases, scattered on whole surface of the body. In mammals, the buds are located on the papillae in the tongue and soft palate.

The taste buds are derived from the epi­thelium and oval in shape. Each bud contains two types of narrow cells, the taste cells and supporting cells. The free ends of the taste cells bear microvilli. The bud is in communication with the surroundings through a minute pore and many microvilli project into the pore. The taste bud is innervated by glos­sopharyngeal nerve.

A taste cell may be connected with only one neuron or more than one. The taste cells are stimulated by substances in solution. Sweet, sour, salt and bitter are four basic tastes. Some buds are specific while others may be stimulated by more than one tastes. This makes the detection and processing of information in the tongue very complex. But the messages finally transmitted to the brain are different for different tastes.

3. Photoreceptors:

Two types of photoreceptor organs or eyes are found in vertebrates. Present day verte­brates possess a pair of image forming, simple, lateral eyes. The ancestral forms had another type of eye, the median pineal eye, which still persists in cyclostomes and some reptiles.

The pineal eye of cyclostomes can possi­bly distinguish light and darkness. It is a round capsule with a lens formed of elon­gated cells at the anterior wall and the pos­terior wall resembles a retina, made of an inner layer of rod-like visual elements and an outer layer of nerve fibres (Fig. 32.12B). In reptiles (Fig. 14.16), the nerve degenerates in the embryo and the eye lost its function.

Image forming eye:

The vertebrate eyes are camera-type eyes. Since the vertebrates live in different media, their eyes are also adapted to see under water, in bright light, in dim light and in darkness (in relation to human vision). Still the basic features and functions of different compo­nents are similar in all groups of vertebrates.

Eyes or organs of vision are two in num­ber in a mammal, like that of any other ver­tebrate. The eye lies safely in a bony orbit of the skull, excepting a small exposure in front bounded by the eyelids.

It is a hollow ball­-like structure with a lens in front and a sensitive screen behind and largely corre­sponds to an ordinary photographic camera (Fig. 14.17). The eye is moved by six muscles— superior oblique, inferior oblique, superior rectus, inferior rectus, anterior rectus and posterior rectus.

The wall of the eye-ball has three concen­tric layers—outer tunica fibrosa, middle tunica vasculosa and inner retina.

The outermost layer of the eye-ball, tunica fibrosa, skeletal in function, and maintains the rigidity of the eye-ball. It consists of sclera and cornea. The sclera is opaque, and is supplied by optic nerve and blood vessels. In the front, the sclera continues as a clear, trans­parent membrane, the cornea. A thin mucous membrane, in continuation with the eyelids, is present in front of the cornea. This is the conjunctiva.

Tunica vasculosa:

The layer beneath the sclera is called tunica vasculosa. It is composed of choroid, ciliary body and iris, rich in blood vessels and pigment cells.

The inner posterior five-sixths of the sclera is lined by choroid. The choroid is pigmented and richly supplied with blood.

The anterior continuation of the choroid is made of non-striated muscle fibres, the ciliary muscle and known as ciliary body. It is attached to the suspensory liga­ment, the other end of which is continuous with the capsule enclosing the lens.

The iris is a circular body behind the cornea, in front of the lens and with an aperture at the centre, the pupil. The iris is composed of two layers of muscle fibres, one circular and the other radiating and contain pigment cells.

Contraction of the circular and radiating muscle fibres constrict and dilate the pupil. The space between the cornea and the lens is filled with a watery fluid, the aqueous humor. The iris incompletely divides the space into a large anterior and a very narrow posterior chamber.

The lens lies just behind the pupil. It is a transparent, circular, biconvex, highly elastic body. The lens is enclosed in a trans­parent capsule and suspended from the ciliary body by suspensory ligament. Con­traction of the ciliary muscles release the pull on the lens and it thickens and moves forward.

It is the innermost layer of the eye wall. The retina lines about posterior three-fourths of the eye-ball. It is thickest at the posterior end, becomes thinner anteriorly and termi­nates just behind the level of the ciliary body.

The retina is composed of a layer of pig­mented epithelium constituted by receptor cells, the rods and cones (Fig. 14.18), against the choroid and several layers of sensory and connector neurons and their axons on the inner side.

Due to the back position of the light sensitive cells, the rods and cones, the light rays must pass through several layers of neurons to reach them. The rods are more numerous and sensitive to dim light and colours while the cones are less numerous and respond to bright light. The retina acts as a sensitive screen on which the images of objects are focused. The rods and cones receive the visual impulses.

The retinal layer is highly innervated by the optic nerve. The point where the optic nerve enters the retina is known as blind spot. Situated close to the blind spot is the macula lutea (yellow spot).

A small depression, the fovea centralis at the centre of this region is the site of greatest visual activity. Fovea centralis contains only cones. The high activity is due to the presence of maximal number of receptor cells, all cones, in the area.

The whole space between the lens and the retina, about four-fifths of the eye-ball, is occupied by a thin jelly, the vitreous humor, enclosed in a delicate, transparent membrane, the hyaloid membrane. A narrow canal, the hyaloid canal, filled with lymph runs for­ward through the vitreous body from the entrance of the optic nerve to the posterior surface of the lens.

Light rays enter the eye-ball through the transparent cornea and are focused by the lens on the retina. An inverted image of the object is formed on the retina and this is conveyed to the visual centres of the optic lobes in the brain by the optic nerves. The inverted image is corrected and a direct im­age is formed. The visible spectrum of man ranges from violet (390 nm) to red (780 nm).

Normally, the eye is focused for distant vision. It can be adjusted for near vision by increasing the convexity of the lens. Due to the tendency of the eye-ball to remain globu­lar normally, there is a pull on the lens which keeps it flat.

Contraction of the ciliary muscles releases this pull on the lens and the elastic lens becomes more convex and moves for­ward. The divergent rays from the near object are thus focussed to form a clear image on the retina.

4. Thermoreceptors:

Cells sensitive to temperature variations are present in all vertebrates. In most cases, they are scattered all over the body. Fishes are highly sensitive to temperature variations and can detect variation as low as 0.1°C.

This enables the fishes to know that they are en­tering a different body of water and to regu­late their migration. In snakes, the thermo receptors are usually located in pits on the sides of the head. This helps them to locate the presence of warm-blooded prey.

5. Electroreceptors:

Electroreceptors are sensory cells which can detect changes in the electric field of the surroundings. The fishes, electric ray or elec­tric eel can generate electric pulses exceeding 500 volts. The majority of the fishes having electric organs, however, give off very weak pulses.

These are believed to be a part of the electric guidance system. It is presumed that with their specific electric organs the fishes create a pulsating electric field around them and any object in the surroundings with a different electrical conductivity than that of the water will disturb the field. With their special receptor cells these fishes can detect the disturbance in the electric field and alter their course in water.


Temperature Control in Newborn Infants

Afferent Thermosensitive Pathways

The cutaneous thermoreceptors are served by thin myelinated and unmyelinated axons belonging to the slowly conducting group III and group IV nerves. Warm fibers are mostly unmyelinated (group IV). The axons run within the afferent cutaneous nerve bundles, and they enter the spinal cord through the segmental dorsal root ganglia. Those axons cross over to the contralateral side and ascend within the spinothalamic tract in the anterolateral section of the spinal cord. On their way to the thalamus, the ascending thermal fibers join the medial lemniscus and are accompanied by the afferents coming from the trigeminal region. From the medial lemniscus, collaterals diverge and project to the hypothalamus through a pathway not definitively described. Evidence has been obtained that part of the cutaneous thermal input is conveyed through the spinoreticular pathway to the reticular formation from there, it is projected to the hypothalamus through the raphe nuclei and the ventral noradrenergic system, which passes the subcerulean area. 24,27-29

The spinal cord thermal sensors are connected to the posterior hypothalamus through axons running in an anterolateral pathway of the spinal cord, as has been shown in young guinea pigs 30 and cats. 31,32 The thermosensors of the preoptic area also end in the posterior hypothalamus however, these short pathways have not yet been identified.


What do Ruffini endings detect?

See full answer to your question here. Then, what does a Ruffini corpuscle respond to?

Ruffini corpuscles respond to sustained pressure and show very little adaptation. Ruffinian endings are located in the deep layers of the skin where they register mechanical deformation within joints as well as continuous pressure states.

Additionally, what do Pacinian corpuscles detect? جسيمات باتشيني are rapidly adapting (phasic) receptors that يكشف gross pressure changes and vibrations in the skin. أي تشوه في جسيم يتسبب في توليد إمكانات العمل من خلال فتح قنوات أيون الصوديوم الحساسة للضغط في غشاء المحور.

Then, what does the Ruffini endings do?

Ruffini Nerve Endings In addition to touch, pressure, and vibration, there are mechanoreceptors responsible for the sensation of the stretch of your جلد, sustained pressure on the جلد, and the perception of heat. These receptors are called Ruffini nerve endings, sometimes referred to as bulbous or Ruffini corpuscles.

Are Ruffini endings encapsulated?

Ruffini endings are slow adapting, مغلفة receptors that respond to skin stretch and are present in both the glabrous and hairy skin. -Pacinian corpuscles are rapidly-adapting, deep receptors that respond to deep pressure and high-frequency vibration.


The number of Meissner corpuscles per square millimeter of human skin on the fingertips drops fourfold between the ages of 12 and 50. The rate at which they are lost correlates well with the age-related loss in touch sensitivity for small probes (Thornbury and Mistretta, 1981).

Any physical deformation in the corpuscle will cause an action potential in the nerve. Since they are rapidly adapting or phasic, the action potentials generated quickly decrease and eventually cease. (This is the reason one stops "feeling" one's clothes.)

If the stimulus is removed, the corpuscle regains its shape and while doing so (i.e.: while physically reforming) causes another volley of action potentials to be generated.

Because of their superficial location in the dermis, these corpuscles are particularly sensitive to touch and vibrations, but for the same reasons, they are limited in their detection because they can only signal that something is touching the skin.


A Noninvasive Electrophysiological Investigation of Tactile Sensitivity in Cyprinid Fish (Cyprinidae)

Tactile reception in cyprinid fish (silver crucian carp Carassius auratus gibelio and common carp Cyprinus carpio) was investigated by noninvasive recording of action potentials from the head skin in response to rhythmic tactile stimulation. Responses shaped as electric potentials following synchronously with changes in the pressure force on the skin were recorded using chloro-silver electrodes. It was shown that fish, like all terrestrial vertebrates, have phasic and tonic tactile receptors. Three main types of tactile responses were distinguished: (1) tonic responses as potential fluctuations repeating the dynamics of the tactile stimulus, (2) phasic responses as on-, off-, and on-off potentials, and (3) slow deflections from the resting potential. Compound responses comprising simultaneously different types of responses were also recorded. The response latency averaging 6.1 ms for tonic and 4.4 ms for phasic responses was clearly independent of the stimulus direction (switch-on, switch-off). The threshold level of tactile sensitivity in the perioral and gular head areas was 0.05–0.2 g/mm 2 . Tactile receptors on the silver crucian carp and common carp heads exhibited zonal distribution patterns, with sensory areas differing in their tactile sensitivity. Most sensitive areas were on the upper and lower lips, in the perilabial skin and the gular area on the ventral side of the head. Less sensitive areas were situated rostrally and ventrally to the eyeball. The areas situated dorsally and caudally to the eyeball proved to be insensitive to the applied tactile stimulation. In all sensory areas on the fish head, most intense responses were evoked by sliding tactile stimuli. The distribution specificity of tactile sensory areas meets their functional significance for fish feeding behavior.


شاهد الفيديو: نجحنا.. جديد الفنان سائد العجيمي (أغسطس 2022).