Биология в 3 томах. Tом 2 - Тейлор Д.
ISBN 5-03-003686-5
Скачать (прямая ссылка):
Полагают, что адаптация связана со снижением проницаемости мембраны рецептора для ионов вследствие постоянной стимуляции. В результате амплитуда и продолжительность рецепторного потенциала постепенно убывают, и когда его величина становится ниже пороговой, импульсация в чувствительном нейроне прекращается.
Значение адаптации рецепторов заключается в том, что она позволяет животному получать точную информацию об изменениях в окружающей среде. Если этих изменений нет, то сенсорные клетки «молчат», что предотвращает перегрузку ЦНС потоком ненужной информации. Благодаря этому повышается общая эффективность и экономность работы центральных механизмов — они могут игнорировать статическую фоновую информацию и сосредоточиться на восприятии внешних событий, имеющих жизненно важное значение.
Конвергенция и суммация
Высокая чувствительность многих сенсорных органов обеспечивается особым анатомическим расположением рецепторов и нейронов — так называемой конвергенцией. В этих случаях выходные пути от нескольких рецепторных клеток сходятся (или, как говорят, конвергируют) к одному сенсорному нейрону, Эти клетки обычно невелики по размерам, многочисленны и крайне чувствительны к стимуляции. И если воздействие сигнала на один рецептор могло бы вызвать ответ в сенсорном нейроне, то одновременная
БОТАНИКА
ММА им. И.М. Сеченова
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 2
стимуляция нескольких клеток дает достаточный суммарный эффект. Это явление называется суммацией, и в функциональном отношении оно сходно с суммацией в синапсах (разд. 17.1.2) и эффекторах (разд. 17.5).
Яркий пример конвергенции и суммации — работа так называемых палочек (фоторецепторов) в сетчатке глаза. Некоторые из этих клеток способны реагировать даже на один квант света, но возникающий в них потенциал недостаточен для возбуждения потенциала действия в любом из нейронов зрительного нерва. Однако от 2—3 до нескольких сотен палочек связаны с одной биполярной нервной клеткой сетчатки, а по нескольку последних — с каждым волокном зрительного нерва. Чтобы вызвать в нем импульс, необходима стимуляция по меньшей мере шести палочек. Повышенная чувствительность к свету, обусловленная таким совместным действием палочек, служит прекрасным приспособлением для сумеречного зрения, хорошо развитого у животных, ведущих ночной образ жизни, например у сов, барсуков и лисиц. Однако высокая чувствительность этой системы влечет за собой снижение ее разрешающей способности (остроты зрения), в чем нетрудно убедиться, пытаясь читать в сумерках. В глазу человека и многих других видов, активных в светлое время суток, этот дефект палочкового зрения преодолевается благодаря присутствию второго типа фоторецепторов — колбочек, которые, за немногими исключениями, работают без конвергенции и суммации. Проигрывая в чувствительности, они обеспечивают высокую остроту зрения (разд. 17.5.3).
Спонтанная активность
Некоторые рецепторы возбуждают в сенсорных нейронах потенциалы действия и при отсутствии раздражителя. Эта система не так бессмысленна, как может показаться: она дает два важных преимущества.
Во-первых, она повышает чувствительность рецептора, обеспечивая немедленный ответ на стимуляцию, которая в противном случае была бы слишком мала, чтобы вызвать реакцию сенсорного нейрона; любое, даже очень незначительное, изменение интенсивности сигнала будет вызывать изменение частоты импульсов в этом нейроне.
Координация и регуляция у животных 319
Во-вторых, такая система позволяет регистрировать направление изменения сигнала в виде увеличения или уменьшения частоты разрядов сенсорного нейрона. Например, в рецепторах инфракрасного света, расположенных в особых ямках на голове гремучих змей и действующих как локаторы при обнаружении жертвы или врага, существует спонтанная активность, благодаря которой они способны улавливать повышение или понижение температуры всего на 0,1 °С.
Регуляция рецепторов по механизму обратной связи
Порог чувствительности некоторых сенсорных органов может повышаться или понижаться под влиянием импульсов, поступающих к ним от ЦНС. Другими словами, происходит «перенастройка» системы, приспосабливающая ее к различным диапазонам интенсивности воздействующих сигналов. Во многих случаях эта регуляция осуществляется по принципу обратной связи с рецептором и вызывает изменения во вспомогательных структурах, благодаря чему рецепторная клетка функционирует в ином диапазоне величин сигнала. Такие изменения происходят, например, в радужной оболочке глаза (в зависимости от освещенности).
17.5. Строением
функции рецепторов
17.5.1. Механорецепторы
Механорецепторы считаются самым примитивным типом рецепторов; они воспринимают различные механические раздражения, в частности прикосновение, давление, растяжение и вибрацию.
Рецепторы прикосновения, давления и вибрации
Разница между прикосновением и давлением чисто количественная, и восприятие этих сигналов зависит от положения рецепторов в коже. Рецепторы прикосновения находятся и в других частях тела, обусловливая Pix повышенную чувствительность. Например, кончик языка может различить два одновременно действующих сигнала, даже