В физиологии , сенсорная трансдукция является превращением сенсорного стимула из одной формы в другую. Трансдукция в нервной системе обычно относится к событиям, предупреждающим о раздражении, когда физический стимул превращается в потенциал действия , который передается по аксонам в центральную нервную систему для интеграции. [1] Это шаг в более широком процессе сенсорной обработки .
Рецепторная клетка преобразует энергию стимула в электрический сигнал. [1] Рецепторы в целом делятся на две основные категории: экстерорецепторы, которые получают внешние сенсорные стимулы, и интерорецепторы, которые получают внутренние сенсорные стимулы. [2] [3]
Трансдукция и чувства [ править ]
Визуальная система [ править ]
В зрительной системе , сенсорные клетки , называемые стержневые и колбочек в сетчатке преобразуют физическую энергию световых сигналов в электрические импульсы , которые путешествуют к мозгу . Свет вызывает конформационные изменения в белке, называемом родопсином . [1] Это конформационное изменение приводит в движение серию молекулярных событий, которые приводят к снижению электрохимического градиента фоторецептора. [1]Уменьшение электрохимического градиента вызывает уменьшение электрических сигналов, поступающих в мозг. Таким образом, в этом примере большее количество света, попадающее на фоторецептор, приводит к преобразованию сигнала в меньшее количество электрических импульсов, эффективно передавая этот стимул в мозг. Изменение высвобождения нейротрансмиттера опосредовано системой вторичного мессенджера. Обратите внимание, что изменение высвобождения нейротрансмиттера осуществляется стержнями. Из-за изменения, изменение интенсивности света заставляет стержни реагировать намного медленнее, чем ожидалось (для процесса, связанного с нервной системой). [4]
Слуховая система [ править ]
В слуховой системе звуковые колебания (механическая энергия) преобразуются в электрическую энергию волосковыми клетками внутреннего уха. Звуковые колебания от объекта вызывают колебания молекул воздуха, которые, в свою очередь, вызывают вибрацию барабанной перепонки . Движение барабанной перепонки вызывает вибрацию костей среднего уха ( косточки ). [5] [6] Эти вибрации затем переходят в улитку , орган слуха. Внутри улитки волосковые клетки сенсорного эпителия кортиевого органаизгибаются и вызывают движение базилярной мембраны. Мембрана изгибается волнами разного размера в зависимости от частоты звука. Затем волосковые клетки могут преобразовывать это движение (механическую энергию) в электрические сигналы (ступенчатые потенциалы рецепторов), которые перемещаются по слуховым нервам в центры слуха в головном мозге. [7]
Обонятельная система [ править ]
В обонятельной системе пахучие молекулы слизи связываются с рецепторами G-протеина на обонятельных клетках. G-белок активирует нижестоящий сигнальный каскад, который вызывает повышенный уровень циклического АМФ (цАМФ), который запускает высвобождение нейротрансмиттера. [8]
Система вкусов [ править ]
В системе вкуса восприятие пяти основных вкусовых качеств (сладкого, соленого, кислого, горького и умами [пикантность]) зависит от путей передачи вкуса через рецепторные клетки вкуса, G-белки, ионные каналы и эффекторные ферменты. [9]
Соматосенсорная система [ править ]
В соматосенсорной системе сенсорная трансдукция в основном включает в себя преобразование механических сигналов, таких как давление, сжатие кожи, растяжение, вибрация, в электроионные импульсы посредством процесса механотрансдукции . [10] Он также включает сенсорную трансдукцию, связанную с термоцепцией и ноцицепцией .
Ссылки [ править ]
- ^ a b c d Молекулярная клеточная биология . Лодиш, Харви Ф. (4-е изд.). Нью-Йорк: WH Freeman. 2000. ISBN 0716731363. OCLC 41266312 .CS1 maint: другие ( ссылка )
- ^ «Определение ЭКСТЕРОЦЕПТОРА» . www.merriam-webster.com . Проверено 29 марта 2018 .
- ^ «Определение ИНТЕРОЦЕПТОРА» . www.merriam-webster.com . Проверено 29 марта 2018 .
- ^ Сильверторн, Ди Англауб. Физиология человека: комплексный подход, 3-е издание, Inc., Сан-Франциско, Калифорния, 2004 г.
- ↑ Коике, Такудзи; Вада, Хироши; Кобаяси, Тошимицу (2002). «Моделирование среднего уха человека методом конечных элементов». Журнал акустического общества Америки . 111 (3): 1306–1317. Bibcode : 2002ASAJ..111.1306K . DOI : 10.1121 / 1.1451073 . PMID 11931308 .
- ^ W., Кларк, Уильям (2008). Анатомия и физиология слуха для аудиологов . Олемиллер, Парк Кевина К. Клифтона, Нью-Йорк: Томсон Делмар. ISBN 9781401814441. OCLC 123956006 .
- ^ Eatock, R. (2010). Слуховые рецепторы и трансдукция. В Э. Гольдштейне (ред.), Энциклопедия восприятия. (стр. 184-187). Таузенд-Окс, Калифорния: SAGE Publications, Inc. doi : 10.4135 / 9781412972000.n63
- ^ Ronnett, Габриэле В., и Луна, Cheil. L (2002). «G-белки и передача обонятельного сигнала». Ежегодный обзор физиологии . 64 (1): 189–222. DOI : 10.1146 / annurev.physiol.64.082701.102219 . PMID 11826268 . CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
- ^ Тимоти Гилбертсон; Сами Дамак; Роберт Ф. Маргольски, "Молекулярная физиология вкусовой трансдукции", Current Opinion in Neurobiology (август 2000 г.), 10 (4), стр. 519-527
- ^ Бисвас, Абхиджит; Manivannan, M .; Шринивасан, Мандьям А. (2015). «Порог вибротактильной чувствительности: нелинейная стохастическая механотрансдукционная модель пачинианской корпускулы» . IEEE Transactions on Haptics . 8 (1): 102–113. DOI : 10,1109 / TOH.2014.2369422 . PMID 25398183 . S2CID 15326972 .
