Трансдукция (физиология)
В физиологии трансдукция — это перевод поступающего стимула в потенциал действия сенсорным рецептором. Она начинается, когда стимул изменяет мембранный потенциал сенсорного рецептора .
Сенсорный рецептор преобразует энергию стимула в электрический сигнал. [1] Рецепторы в целом делятся на две основные категории: экстероцепторы, которые получают внешние сенсорные стимулы, и интероцепторы, которые получают внутренние сенсорные стимулы. [2] [3]
Сенсорная трансдукция
Зрительная система
В зрительной системе сенсорные клетки, называемые палочками и колбочками в сетчатке, преобразуют физическую энергию световых сигналов в электрические импульсы , которые поступают в мозг . Свет вызывает конформационное изменение в белке, называемом родопсином . [1] Это конформационное изменение запускает ряд молекулярных событий, которые приводят к снижению электрохимического градиента фоторецептора. [1] Уменьшение электрохимического градиента приводит к снижению электрических сигналов, поступающих в мозг. Таким образом, в этом примере большее количество света, попадающего на фоторецептор, приводит к преобразованию сигнала в меньшее количество электрических импульсов, эффективно передавая этот стимул мозгу. Изменение высвобождения нейротрансмиттера опосредовано через систему вторичных посредников. Изменение высвобождения нейротрансмиттера происходит палочками. Из-за изменения изменение интенсивности света приводит к тому, что реакция палочек становится намного медленнее, чем ожидалось (для процесса, связанного с нервной системой). [4]
Слуховая система
В слуховой системе звуковые колебания (механическая энергия) преобразуются в электрическую энергию волосковыми клетками во внутреннем ухе. Звуковые колебания от объекта вызывают колебания в молекулах воздуха, которые, в свою очередь, вибрируют барабанную перепонку . Движение барабанной перепонки заставляет кости среднего уха ( слуховые косточки ) вибрировать. [5] [6] Затем эти колебания переходят в улитку , орган слуха. Внутри улитки волосковые клетки на сенсорном эпителии органа Корти сгибаются и вызывают движение базилярной мембраны. Мембрана колеблется волнами разного размера в зависимости от частоты звука. Затем волосковые клетки способны преобразовывать это движение (механическую энергию) в электрические сигналы (градуированные рецепторные потенциалы), которые проходят по слуховым нервам к слуховым центрам в мозге. [7]
Обонятельная система
В обонятельной системе молекулы пахучего вещества в слизи связываются с рецепторами G-белка на обонятельных клетках. G-белок активирует каскад нисходящих сигналов, который вызывает повышение уровня циклического АМФ (цАМФ), который запускает высвобождение нейротрансмиттера. [8]
Вкусовая система
В вкусовой системе восприятие пяти основных вкусовых качеств (сладкого, соленого, кислого, горького и умами [остроты]) зависит от путей передачи вкусовых ощущений через клетки вкусовых рецепторов, G-белки, ионные каналы и эффекторные ферменты. [9]
Соматосенсорная система
В соматосенсорной системе сенсорная трансдукция в основном включает преобразование механического сигнала, такого как давление, сжатие кожи, растяжение, вибрация, в электроионные импульсы посредством процесса механотрансдукции . [10] Она также включает сенсорную трансдукцию, связанную с термоцепцией и ноцицепцией .
Ссылки
- ^ abc Lodish, Harvey F. (2000). Молекулярная клеточная биология (4-е изд.). Нью-Йорк: WH Freeman. ISBN 0-7167-3136-3. OCLC 41266312.
- ^ "Определение ЭКСТЕРОЦЕПТОРА". www.merriam-webster.com . Получено 29.03.2018 .
- ^ "Определение INTEROCEPTOR". www.merriam-webster.com . Получено 29.03.2018 .
- ^ Сильверторн, Ди Унглауб. Физиология человека: комплексный подход, 3-е издание, Inc, Сан-Франциско, Калифорния, 2004.
- ^ Коике, Такудзи; Вада, Хироши; Кобаяши, Тошимицу (2002). «Моделирование среднего уха человека с использованием метода конечных элементов». Журнал Акустического общества Америки . 111 (3): 1306–1317. Bibcode : 2002ASAJ..111.1306K. doi : 10.1121/1.1451073. PMID 11931308.
- ^ W., Clark, William (2008). Анатомия и физиология слуха для аудиологов . Ohlemiller, Kevin K. Clifton Park, NY: Thomson Delmar. ISBN 978-1-4018-1444-1. OCLC 123956006.
{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Eatock, R. (2010). Слуховые рецепторы и трансдукция. В E. Goldstein (ред.), Энциклопедия восприятия. (стр. 184-187). Thousand Oaks, CA: SAGE Publications, Inc. doi :10.4135/9781412972000.n63
- ^ Роннетт, Габриэль В.; Мун, Чейл. Л. (2002). «G-белки и передача обонятельного сигнала». Annual Review of Physiology . 64 (1): 189–222. doi :10.1146/annurev.physiol.64.082701.102219. PMID 11826268.
- ^ Тимоти А. Гилбертсон; Сами Дамак; Роберт Ф. Марголски, «Молекулярная физиология вкусовой трансдукции», Current Opinion in Neurobiology (август 2000 г.), 10 (4), стр. 519-527
- ^ Biswas, Abhijit; Manivannan, M.; Srinivasan, Mandyam A. (2015). «Порог вибротактильной чувствительности: нелинейная стохастическая механотрансдукционная модель тельца Пачини». IEEE Transactions on Haptics . 8 (1): 102–113. doi :10.1109/TOH.2014.2369422. PMID 25398183. S2CID 15326972.
