Онлайн медицинская энциклопедия

Инструменты пользователя

Инструменты сайта


Показать все рубрики:

Механорецепторы

Живой организм находится в непрерывном взаимодействии с внешней средой. Огромное количество раздражений, поступающих из окружающего мира и постоянно возникающих в той среде, что заключена в самом организме. Не случайно в ходе эволюции живых существ выработались различные рецепторы, предназначенные для преобразования энергии раздражения в специфическую активность нервной системы, в сигналы, которые несут нервным центрам информацию о том, что же в данный момент воздействует на организм.

Рецепторы (от латинского слова recipere — принимать) приспособлены, как правило, для восприятия одного какого нибудь вида раздражения: механического (механорецепторы), светового (фоторецепторы), температурного (терморецепторы) и т. д. Рецепторы органов слуха, зрения, обоняния и некоторые другие служат для восприятия сигналов из внешней среды. Их называют экстерорецепторами (от латинского слова externus — внешний). Множество рецепторов «принимает» информацию из внутренней среды. Это так называемые интерорецепторы (от латинского слова internus — внутренний).

Исключительно важную роль играют механорецепторы, без них организм практически не мог бы существовать. Все наше тело пронизано механорецепторами. Они есть в коже и сосудах, в сердце и легких, в желудке, мышцах и органе слуха, в почках и мочеточниках. Восприятие звуков и способность их произносить, сохранение равновесия, возможность перемещения в пространстве, ощущение прикосновения, позывы на мочеиспускание и дефекацию, восприятие сердцебиений и многие другие функции зависят от деятельности механорецепторов. Понятно, что самочувствие, настроение и даже мышление человека неразрывно связаны с работой механорецепторов. Не удивительно, что ученые много внимания уделяют изучению механизмов их деятельности.

Независимо от расположения и назначения, механорецепторы подразделяются на первично- и вторичночувствующие. К первому типу относятся те из них, у которых восприятие раздражения и возникновение нервного импульса происходят в одной и той же клетке. Таковы механорецепторы кожи, мышц, сердечно-сосудистой системы, внутренних органов. У вторичночувствующих механорецепторов восприятие раздражения происходит в одной клетке, а нервные импульсы возникают в другой, тесно связанной с первой. Так устроены механорецепторы органов слуха и вестибулярного аппарата.

Принцип деятельности первичночувствующих механорецепторов удобно рассмотреть на примере хорошо изученных образований — телец Пачини. Они обнаружены в коже, опорно-двигательном аппарате, в различных внутренних органах. Очень много таких телец в коже кончиков пальцев, ладоней, подошв ног, в области половых органов. Установлено, что все самые тонкие ощущения прикосновения или вибрации связаны с возбуждением именно этих механорецепторов.

Тельце Пачини состоит из нервного окончания, окруженного вспомогательным аппаратом, и нервного волокна, связывающего рецептор с центральной нервной системой. Вспомогательный аппарат тельца капсула — состоит из многочисленных (до 60) очень тонких (0,1 микрона) пластин, между которыми находится жидкость весьма своеобразного химического состава. Механическое раздражение вызывает деформацию капсулы, что ведет, в свою очередь, к деформации нервного окончания. Его поверхностная оболочка (мембрана) растягивается, увеличивается ее проницаемость для некоторых ионов и прежде всего для иона натрия. При этом возникают ионные токи. Исследователи легко обнаруживают их по появлению местной электрической реакции, так называемого рецепторного потенциала.

Ионные токи вызывают возбуждение нервного волокна. В нем рождаются импульсы, которые с большой скоростью (до 60 метров в секунду) устремляются в центральную нервную систему, оповещая о том, что рецептор возбужден. Чем сильнее раздражение, тем значительнее рецепторный потенциал и тем большее число импульсов поступает в головной мозг. Обладая множеством механорецепторов, пороги возбуждения которых отличаются друг от друга, организм может очень тонко и точно оценивать, «различать» всевозможные механические воздействия.

Все первичночувствующие механорецепторы работают примерно так же, как тельца Пачини. Конечно, они могут иметь другую форму, иной вспомогательный аппарат, но цепь событий, протекающих в них при возбуждении, остается принципиально той же.

Вторичночувствующие механорецепторы организованы сложнее. Основой их воспринимающей части является специальная клетка. Она несет на своей внешней поверхности большое количество особых волосков. Поэтому такие рецепторные клетки называются волосковыми. Можно предположить, что именно в волосках начинаются процессы, которые приводят клетку в состояние возбуждения. Причем возбуждение наблюдается только тогда, когда раздражение направлено вдоль одной определенной оси клетки. В случае противоположного направления раздражения клетка приходит в состояние угнетения.

Механическое давление вызывает в волосковой клетке появление рецепторного потенциала. Однако в отличие от первичночувствующих рецепторов в волосковой клетке под влиянием рецепторного потенциала выделяется своеобразное химическое вещество — медиатор. Оно то и действует на окончания чувствительных нервов, где и возникают импульсы, бегущие в нервную систему и сигнализирующие о характере раздражителя. Вторичночувствующие рецепторы обладают фантастической чувствительностью. Они могут воспринимать механические смещения до 0,1 ангстрема, то есть в 100 000 раз меньше, чем микрон!

Механорецепторы не только посылают импульсы в нервную систему, но и получают от нее сигналы. Это явление называется эфферентной регуляцией деятельности рецепторных образований. Такая центральная «настройка» механорецепторов играет огромную роль в их деятельности, позволяя, в частности, хорошо воспринимать как слабые, так и очень сильные раздражения.

Сложными механорецепторными образованиями являются орган слуха и вестибулярный аппарат. Расположены они в области так называемого внутреннего уха, в лабиринте, который находится в толще височной кости черепа. Костный лабиринт состоит из трех отделов: преддверия, полукружных каналов, улитки.

Орган слуха так же, как и другие механорецепторные образования, состоит из вспомогательных структур, собственно рецепторов и нервных волокон, связывающих рецепторы с центральной нервной системой. Вспомогательные структуры органа слуха очень хорошо приспособлены для улавливания и проведения звуковых колебаний. Заметим сразу, что звуковые сигналы достигают механорецепторов двумя путями: через воздух (воздушная проводимость) и через костные ткани (костная проводимость).

Попав в ушную раковину, звуковая волна должна пройти наружный слуховой проход и привести в движение барабанную перепонку, которая, в свою очередь, вызывает перемещение связанных с ней мелких косточек: молоточка, наковальни и стремени. Последнее прикреплено к мембране, закрывающей овальное окно улитки. Когда колеблется мембрана, раздражение передается внутрь улитки. Это полая спиральная структура, в которой вдоль всей ее длины натянуты две мембраны. Они делят канал улитки на три отдела, заполненных жидкостями специфического состава.

Звуковые волны вначале вызывают колебания жидкости в верхнем канале улитки, а затем в нижнем. Двигаясь, жидкость вызывает вытягивание мембраны, закрывающей выход из нижнего канала — так называемое круглое окно. В среднем канале располагаются рецепторы органа слуха. В эндолимфе, непосредственно омывающей механорецепторы, содержится огромное количество ионов калия: во много раз больше, чем в обычных тканевых жидкостях организма. Увеличенное содержание ионов калия способствует возникновению возбуждения в волосковых механорецелторах.

Слуховой рецепторный аппарат получил название кортиева органа по имени открывшего его в 1851 году итальянского исследователя Корти. Здесь локализуются волосковые механорецепторы и окончания слуховых нервов. Смещение жидкости и мембраны, на которой расположен кортиев орган, и вызывает возбуждение волосковых клеток, а затем окончаний слуховых нервных волокон.

Если звуковые сигналы проходят через кость, действующим фактором является вибрация костей черепа и лабиринта. Костная проводимость имеет существенное значение для восприятия собственного голоса. Существует большая разница в тембре костнопроводимого и воздухопроводимого звука. Именно поэтому человек обычно с трудом узнает свой голос, записанный на магнитофон.

Наш слуховой аппарат воспринимает звуковые колебания частотой от 20 до 20000 в секунду (летучей мыши — до 100000, дельфинов — до 150000 в секунду). Человек обладает наибольшей чувствительностью к звуку частотой 1000—3000 в секунду. Считают, что звуки высоких частот воспринимаются в области основания улитки, а звуки низкой частоты — в районе верхушки, где основная мембрана имеет максимальную ширину до 0,4 миллиметра.

Орган слуха — очень сложный и чуткий прибор. Заболевания различных его отделов по-разному сказываются на восприятии звуковых сигналов. Наиболее опасны процессы, затрагивающие собственно рецепторные клетки и волокна слухового нерва. Разрушение их приводит к полной потере слуха. Ограничение подвижности слуховых косточек, например, при таких заболеваниях, как отосклероз, вызывает заметные нарушения функций звукопроводящего аппарата и резко ухудшает слух. В ряде случаев больному может помочь лишь хирургическое вмешательство. Улучшению восприятия звука способствуют и слуховые аппараты, и в частности те из них, принцип действия которых основан на использовании костной проводимости.

Орган слуха весьма тесно связан с вестибулярным аппаратом, который играет важную роль в сохранении равновесия и пространственной ориентации. Он состоит из преддверия и трех полукружных каналов. Один из концов каждого канала расширяется, образуя ампулу. Циркулирующая в каналах жидкость отгорожена от костной ткани перепонкой. Последняя в области преддверия образует два мешочка — утрикулюс и саккулюс. В ампулах каналов и в мешочках располагаются скопления волосковых клеток. Это и есть механорецепторная часть вестибулярного аппарата. На поверхности волосковых клеток утрикулюса и саккулюса находятся известковые камешки — отолиты. Они оказывают постоянное давление на рецепторные клетки, а те непрерывно посылают импульсы в нервную систему. Возникающие рефлексы поддерживают нормальное напряжение мускулатуры, естественное положение тела. Важное значение для ориентации в пространстве имеют сигналы и от механорецепторов шейных мышц, обеспечивающих нормальное положение головы.

Когда мы встаем или садимся, наклоняем голову, жидкость полукружных каналов и отолиты перемещаются, волоски рецепторных клеток изгибаются, что и приводит к возникновению возбуждения. Раздражение рецепторов вестибулярного аппарата происходит под влиянием изменения скорости движения нашего тела.

Вестибулярный аппарат очень тесно связан с вегетативной нервной системой. Поэтому при различных нарушениях вестибулярного аппарата наблюдаются и многочисленные вегетативные реакции. Изменяются артериальное давление, напряжение мышц тела, появляются ритмические движения глаз и головы, головокружение, тошнота, рвота, нарушается работа сердца, увеличивается потоотделение. У людей с повышенной возбудимостью вестибулярного аппарата подобные реакции возможны во время путешествия на пароходе, самолете, в автомашине. В таких случаях говорят, что человек страдает морской (воздушной) болезнью. Регулярной тренировкой можно добиться увеличения выносливости вестибулярного аппарата к различным раздражениям.

Доктор биологических наук О. Б. Ильинский

Обсуждение

Ваш комментарий:
 ______  ____   ____
/_  __/ /_  /  /  _/
 / /     / /_ _/ /  
/_/     /___//___/
 

Инструменты страницы