¿Qué son los quimiorreceptores?
Quimiorreceptor
quimiorreceptor
Término general para los receptores que detectan estímulos químicos del entorno interno y externo del cuerpo. Los quimiorreceptores se distribuyen principalmente en la mucosa nasal y oral, la lengua, la membrana conjuntival de los ojos, la mucosa de los órganos reproductores, las paredes viscerales, alrededor de los vasos sanguíneos y algunas partes del sistema nervioso.
Los primeros animales de la Tierra vivieron en el océano. Los cambios significativos en la composición del agua de mar pueden afectar directamente a la supervivencia del organismo. Por tanto, los quimiorreceptores se desarrollaron antes en la evolución biológica. Los animales unicelulares exhiben un comportamiento quimiotáctico. Tanto la ameba como el paramecio muestran tendencia a acercarse a los alimentos y evitar sustancias nocivas. Los celentéreos como la hidra tienen estructuras quimiorreceptoras en las cavidades corporales y en los extremos frontales del cuerpo. Generalmente, los crustáceos acuáticos inferiores tienen quimiorreceptores más sensibles en la superficie del cuerpo. Todos los tipos de peces tienen quimiorreceptores relativamente desarrollados, excepto en la boca y la nariz. cuerpo, también hay muchos receptores químicos en ambos lados del cuerpo. Los insectos terrestres son muy sensibles a la estimulación química del aire. Tienen receptores químicos alrededor de la boca, los costados del cuerpo, las antenas, las patas y los orificios de ovulación. Los animales superiores que viven en el aire están cubiertos de una piel más gruesa y sus receptores químicos se concentran principalmente en la piel o las membranas mucosas de la boca, la nariz y la cara, entre los que están más desarrollados los receptores gustativos y olfativos.
Los quimiorreceptores desempeñan un papel rector en el comportamiento animal. La alimentación de los animales, la evitación de daños, la selección de hábitat, la búsqueda de huéspedes, la comunicación "social", el cortejo y otras actividades generalmente dependen de la información recibida por los quimiorreceptores.
Los receptores químicos del cuerpo humano incluyen: receptores químicos en el gusto, el olfato, las arterias y el tracto gastrointestinal.
Receptores del gusto. Los receptores del gusto en varios animales desempeñan un papel en la guía de las actividades de alimentación. Se encuentran principalmente en la parte frontal de la cabeza, la boca y la lengua. Además de la boca, el pescado también tiene receptores gustativos en la piel alrededor de la boca y en ambos lados del cuerpo. Debido a su forma especial de buscar alimento, los insectos tienen receptores gustativos repartidos por todo el cuerpo, incluidas la boca, las antenas y las patas. En la evolución animal, los receptores gustativos desempeñan un papel importante a la hora de distinguir los alimentos de las sustancias nocivas del medio ambiente. Los receptores gustativos de los animales superiores son importantes dispositivos sensoriales para diversas actividades reflejas digestivas.
En humanos y otros animales superiores, los receptores gustativos están relativamente concentrados, distribuidos principalmente en la mucosa del dorso y los lados de la lengua, con un pequeño número dispersos en la mucosa de la faringe y la parte posterior de la lengua. boca.
La estructura básica de los receptores gustativos humanos son las papilas gustativas, la mayoría de las cuales se concentran en la papila de la lengua. Según la forma del pezón, se puede dividir en: pezones de contorno, que están dispuestos en forma de espiga en la parte posterior de la lengua. Hay varios pezones de contorno con puntas en forma de disco rodeadas de surcos. en la pared interior y el borde de las ranuras. Las papilas fungiformes tienen forma de hongo redondas, pequeñas y planas, principalmente en la parte posterior y los lados de la lengua. La parte posterior de la lengua está ampliamente distribuida y hay menos papilas gustativas en las papilas fungiformes. Las papilas filiformes son alargadas y distribuidas a ambos lados de la lengua, con unas pocas papilas gustativas y células gustativas dispersas. También existe un tipo llamado papila en forma de hoja, que se distribuye a ambos lados de la parte posterior de la lengua en forma arrugada.
La inervación de la lengua proviene del 7º y 9º par craneal, y los 2/3 anteriores de la lengua están inervados por la cuerda del tímpano en el 7º par craneal. El tercio posterior está inervado por ramas del nervio glosofaríngeo (noveno par craneal). Los receptores del gusto ubicados en la parte posterior y los lados de la parte frontal de la lengua reciben principalmente estimulación de los sabores dulces y salados; los ubicados en la parte posterior de la lengua reciben principalmente estimulación de los sabores ácidos y amargos.
La estructura básica de los receptores gustativos. Las papilas gustativas están compuestas por entre 30 y 80 células de varios tipos. La mayoría de ellas tienen microvellosidades en un extremo. Estas células tienen forma de huso largo y los extremos de las microvellosidades se extienden hacia afuera. hasta la apertura de las papilas gustativas (poro gustativo). Hay terminales nerviosas aferentes cerca de la parte inferior de la célula que forman una conexión sináptica. Las células receptivas se denominan colectivamente células gustativas y se pueden dividir en tres categorías. Las más importantes son las células de tipo II, que tienen terminaciones nerviosas reunidas cerca de la parte inferior y más conexiones sinápticas. El segundo tipo son las células tipo I, que pueden ser una célula de soporte. Los poros gustativos del tercer tipo de papilas gustativas con menos células suelen tener una sustancia mucosa que cubre los extremos de las microvellosidades de las células gustativas. Cuando los ingredientes de los alimentos, principalmente ingredientes solubles en agua, atraviesan la capa mucosa y actúan sobre las microvellosidades, pueden hacer que la membrana celular abra un canal para un determinado ion, lo que hace que el potencial de la membrana fluctúe, excitando las células gustativas. , y transmitiéndose a través de sinapsis, provocando la excitación de las terminaciones nerviosas aferentes. Como el H+ y el Na+ pueden excitar las células gustativas. Generalmente, una variedad de cationes pueden excitar las células gustativas, mientras que los aniones a menudo tienen un efecto inhibidor. Algunas moléculas de proteínas en las células pueden combinarse con ciertas partes de las moléculas de azúcar, lo que puede ser la base para producir la sensación dulce.
Los compuestos del grupo N-C=S en la solución pueden provocar un sabor amargo.
Los receptores olfativos, al igual que los receptores del gusto, son más importantes para los animales en general que para los humanos, y el sentido del olfato es más importante que el sentido del gusto, porque los receptores olfativos pueden detectar estímulos distantes y también pueden detectar ciertos Los cambios en las sustancias del medio ambiente dentro de un período de tiempo (hasta varios días) también pueden activarse simultáneamente con los receptores gustativos para identificar las características de las sustancias externas. Los receptores olfativos de los animales acuáticos pueden detectar componentes gaseosos disueltos en el agua o que permanecen en la superficie del agua. Generalmente, las sustancias que pueden excitar los receptores olfativos son principalmente gases, aceites volátiles y ácidos (como el HCI, etc.). También hay algunas sustancias que pueden convertirse en materia suspendida en gas o vapor (como los componentes de la niebla olorosa). . La mayoría de las sustancias que pueden excitar los receptores olfativos deben disolverse primero en el moco de la superficie de la mucosa olfativa o disolverse directamente en los lípidos que forman la membrana celular olfativa. En el proceso de evolución, algunos animales han desarrollado receptores olfativos especialmente y una superficie especialmente grande de mucosa olfativa. Los perros y los tiburones son dos ejemplos destacados. Debido a que los receptores olfativos humanos están ubicados en la parte superior de la cavidad nasal, el área de la mucosa olfativa no es grande. Entonces el sentido del olfato no es muy sensible. Muchos animales superiores con un sentido del olfato poco desarrollado a menudo inhalan con fuerza para hacer que el flujo de aire se dirija hacia los conductos nasales superiores para oler el olor a gas.
El sentido del olfato es un sentido importante tanto para los humanos como para los animales para identificar el entorno. En particular, los animales sociales a menudo pueden usarse para identificar amigos y enemigos, encontrar nidos, recordar el camino a casa y perseguir presas. , escapar del peligro y encontrar compañeros. Al identificar alimentos y explorar sustancias tóxicas, los receptores olfativos y gustativos trabajan juntos.
Los animales inferiores, como los insectos, tienen receptores olfativos en los extremos de sus antenas y son sensibles a las trazas químicas del entorno por el que vuelan o caminan. Algunos insectos hembras pueden secretar una feromona (o feromona) que puede atraer a los insectos macho desde una gran distancia. Las vieiras que viven en el agua de mar han desarrollado un sentido del olfato extremadamente sensible para evitar depredadores como las estrellas de mar. Si se agrega una cantidad muy pequeña de solución para remojar estrellas de mar al agua de mar donde se encuentra, se producirá una reacción de escape inmediatamente. Tanto los animales superiores como los vertebrados inferiores tienen funciones olfativas extremadamente sensibles. Por ejemplo, los tiburones pueden oler el olor de una persona que se está ahogando a varios kilómetros de distancia. Los perros tienen un sentido del olfato extremadamente bueno y los humanos pueden entrenarlos para que sean animales de detección muy eficaces. La función del receptor olfativo está relacionada con la actividad sexual en algunos animales. Cuando la hembra del campañol dorado está en celo, puede emitir un olor especial que puede estimular las actividades fisiológicas del macho durante el celo. Después de entrenar y aprender, el sentido del olfato humano puede mejorar su capacidad de discriminación. Por ejemplo, los médicos pueden diagnosticar determinadas enfermedades basándose en su sentido del olfato.
La estructura de los receptores olfativos En los animales superiores, incluidos los humanos, los receptores olfativos se concentran principalmente en las partes superior y posterior de la cavidad nasal, llamada epitelio olfativo (mucosa olfativa). Los receptores olfativos humanos se encuentran principalmente en la parte superior del cornete superior y del cornete medio, con un área total de unos 5 centímetros cuadrados en ambos lados. El epitelio olfatorio contiene tres tipos de células: ① Los extremos externos de las células olfatorias tienen cilios olfatorios, el cuerpo celular tiene forma de botella, el núcleo es redondo y el extremo inferior de la célula tiene un axón largo que pasa a través del hueso etmoides y entra en el bulbo olfatorio, es decir, la fibra nerviosa olfatoria. Los cilios olfatorios de las células se extienden hacia la superficie de la mucosa, que está cubierta por una capa de moco. ②Células de soporte columnares largas. ③Las células basales, las células olfatorias y las células de soporte están incrustadas paralelas entre sí y ubicadas por encima de las células basales. La membrana celular de las células olfativas es relativamente compleja y los puntos receptores (puntos receptores) para detectar diversas moléculas de sustancias pueden ser específicos.
Además de los humanos y los monos, muchos mamíferos tienen una estructura en forma de saco en el extremo frontal de la parte inferior del tabique nasal. La pared del saco está compuesta de cartílago y mucosa, llamada órgano vomeronasal. Su estructura mucosa es similar al epitelio olfatorio. La cavidad vomeronasal está conectada a la cavidad bucal y a la cavidad nasal respectivamente mediante varios tubos delgados. La conexión entre este órgano y el sistema nervioso central es diferente de la vía de conducción olfatoria general. No pasa por el bulbo olfatorio sino que se conecta directamente con el. corteza cerebral a través del bulbo olfatorio accesorio del sistema olfatorio accesorio, proyectándose al área septal del lóbulo piriforme y la amígdala del cerebro. Este órgano puede estar relacionado con las actividades de defensa de emergencia del animal.
El nervio aferente del receptor olfatorio es el axón de la célula olfatoria, y la propia célula olfatoria es equivalente a la neurona de primer nivel de otros receptores. Las neuronas de segundo nivel de la vía de transmisión del impulso olfatorio se encuentran dentro del bulbo olfatorio, que es la parte anterior del prosencéfalo.
Quimiorreceptores del cuerpo carotídeo y quimiorreceptores del cuerpo aórtico El cuerpo carotídeo se encuentra en la bifurcación de la arteria carótida común y mide aproximadamente 3×1,5×1,5 mm en humanos y sólo 1 a 2 mm en gatos o perros. Cuerpo largo y ovalado. La estructura del cuerpo carotídeo es bastante especial y consta de dos tipos de células: células de tipo I (también llamadas células del bulbo arterial), que tienen cuerpos celulares más grandes y redondos y contienen más mitocondrias. Hay muchas terminaciones nerviosas finas reunidas alrededor de esta célula.
Las células de tipo II son células de soporte estructural o células intersticiales y se distribuyen alrededor de las células de tipo I. Las fibras nerviosas aferentes del cuerpo carotídeo se unen al nervio del seno carotídeo y entran en el núcleo del tracto solitario en el bulbo raquídeo. Hay muchos sinusoides pequeños entre las células del cuerpo carótido, que están conectados con las pequeñas arteriolas que provienen directamente de la arteria carótida externa. Por lo tanto, cuando los componentes sanguíneos de la arteria carótida cambian, la sangre en el cuerpo carótida también seguirá. se producen cambios.
El quimiorreceptor del cuerpo carotídeo juega un papel importante en la regulación del movimiento respiratorio. Puede detectar el aumento de la presión parcial de CO+ en la sangre y hacer que la respiración se acelere para descargar el exceso de CO+. Cuando la presión parcial de O+ en la sangre es demasiado baja, el impulso entrante a través de este receptor también puede fortalecer de forma refleja el movimiento respiratorio para obtener más O+. Además, también es sensible a determinadas drogas tóxicas (como el cianuro) y tiene la capacidad de sentir la estimulación de sustancias nocivas, lo que en última instancia conduce a la aparición de reflejos de defensa.
También hay varias estructuras más pequeñas parecidas a cuerpos carotídeos cerca del arco aórtico o la arteria subclavia llamadas cuerpos aórticos. Sus fibras nerviosas aferentes ingresan al tronco del nervio vago y su función también es detectar la química de los componentes sanguíneos. . cambios para regular los movimientos respiratorios. Los impulsos aferentes del cuerpo aórtico también pueden regular la presión arterial.
Los quimiorreceptores del tracto gastrointestinal son terminaciones nerviosas libres distribuidas en la capa muscular o mucosa. Cuando se produce una inflamación local, se estimula un aumento de péptidos o ácido láctico producido por la descomposición del tejido. Estas terminaciones nerviosas aceleran la liberación de. Impulsos entrantes, que se transmiten desde las fibras nerviosas aferentes viscerales al centro, lo que puede causar un dolor intenso.
La función quimiorreceptiva del órgano yuxtaglomerular. Las células del órgano yuxtaglomerular tienen la función de detectar Na+. Cuando la concentración de Na+ en la arteriola aferente disminuye, las células del órgano yuxtaglomerular pueden excitarse para liberar renina. , Un aumento de la concentración de angiotensina II en la sangre estimulará la corteza suprarrenal para que secrete aldosterol, aumentando así la capacidad del túbulo renal para reabsorber Na+.
Quimiorreceptores en el sistema nervioso central En el sistema nervioso central, además de los núcleos y neuronas de una determinada estructura que tienen la capacidad de aceptar diferentes transmisores o péptidos, también hay algunas partes que funcionan como receptores . Por ejemplo, hay un área grande en la parte ventrolateral del bulbo raquídeo que es muy sensible a los cambios en los componentes sanguíneos, llamada área quimiorreceptiva, que puede detectar la estimulación del aumento de la presión parcial de CO+ en la sangre. Existe una zona receptora de angiotensina II en la zona anteroventral del tercer ventrículo. También hay receptores en el hipotálamo anterior que detectan cambios en la concentración de glucosa en sangre.