CHEMORECEPTORS: HỆ THỐNG PHÂN LOẠI VÀ CHEMOSENSORY - SINH HỌC - 2025

Cơ quan thụ cảm hóa học là một cảm biến tế bào chuyên phát hiện và chuyển đổi các tín hiệu hóa học - đến từ cả bên trong và bên ngoài cơ thể - thành các tín hiệu sinh học sẽ được não bộ giải thích.

Chemoreceptors chịu trách nhiệm về khứu giác và vị giác của chúng ta. Các thụ thể này lấy các tín hiệu hóa học này và biến đổi chúng thành tín hiệu cho não.

Nhận thức về mùi là trung gian của các thụ thể hóa học.
Nguồn: pixabay.com

Tương tự, các chức năng sinh học quan trọng, chẳng hạn như nhịp tim và hô hấp, được kiểm soát bởi các cơ quan thụ cảm hóa học phát hiện các phân tử liên quan đến các quá trình này, chẳng hạn như lượng carbon dioxide, oxy và độ pH của máu.

Khả năng nhận biết các tín hiệu hóa học có mặt ở khắp nơi trong thế giới động vật. Đặc biệt ở người, cơ quan thụ cảm hóa học không nhạy như ở các loài động vật có vú khác. Trong quá trình tiến hóa, chúng ta đã mất khả năng nhận thức các kích thích hóa học liên quan đến mùi và vị.

Một số sinh vật đơn giản hơn không phải metazoan, chẳng hạn như vi khuẩn và động vật nguyên sinh nhỏ, có khả năng nhận các kích thích hóa học trong môi trường của chúng.

Máy thu là gì?

Thụ thể là một phân tử được gắn vào màng sinh chất của tế bào chúng ta. Chúng có khả năng nhận biết các phân tử khác với độ đặc hiệu rất cao. Bằng cách nhận ra phân tử được chỉ định - được gọi là phối tử - một loạt phản ứng được kích hoạt sẽ mang một thông điệp cụ thể đến não.

Chúng ta có khả năng nhận thức môi trường của mình, vì tế bào của chúng ta có một số lượng đáng kể các thụ thể. Chúng ta có thể ngửi và nếm thức ăn nhờ các cơ quan thụ cảm hóa học nằm trong các cơ quan cảm giác của cơ thể.

Phân loại

Nói chung, thụ thể hóa học được phân thành bốn loại: thụ thể hóa học chung, bên trong, tiếp xúc và khứu giác. Thứ hai còn được gọi là thụ thể hóa học khoảng cách. Chúng tôi sẽ mô tả từng loại dưới đây:

Các thụ thể hóa học chung

Các thụ thể này không có khả năng phân biệt và được coi là tương đối nhạy cảm. Khi được kích thích, chúng tạo ra một loạt các phản ứng thuộc loại bảo vệ cho cơ thể.

Ví dụ, nếu chúng ta kích thích da của một con vật bằng một số hóa chất mạnh có thể làm hỏng nó, phản ứng sẽ ngay lập tức bay khỏi nơi đó và ngăn chặn kích thích tiêu cực tiếp tục.

Cơ quan thụ cảm hóa học bên trong

Như tên gọi của chúng, chúng có nhiệm vụ phản ứng với các kích thích xảy ra bên trong cơ thể.

Ví dụ, có các thụ thể đặc hiệu để kiểm tra nồng độ glucose trong máu, các thụ thể trong hệ tiêu hóa của động vật và các thụ thể nằm trong cơ thể động vật phản ứng với nồng độ oxy trong máu.

Liên hệ với cơ quan thụ cảm hóa học

Các thụ thể tiếp xúc phản ứng với các chất hóa học rất gần cơ thể. Chúng được đặc trưng bởi ngưỡng cao và phối tử của chúng là các phân tử trong dung dịch.

Theo các bằng chứng, đây dường như là những thụ thể đầu tiên xuất hiện trong quá trình tiến hóa, và chúng là những thụ thể hóa học duy nhất mà những động vật đơn giản nhất hiện có.

Chúng có liên quan đến tập tính kiếm ăn của động vật. Ví dụ, được biết đến nhiều nhất với các thụ thể liên quan đến cảm giác mùi vị ở động vật có xương sống. Chúng chủ yếu nằm ở khu vực miệng, vì đây là khu vực tiếp nhận thức ăn.

Các thụ thể này có thể phân biệt giữa chất lượng rõ ràng của thực phẩm, tạo ra phản ứng chấp nhận hoặc từ chối.

Cơ quan thụ cảm hóa học từ xa hoặc khứu giác

Các thụ thể khứu giác nhạy cảm nhất với các kích thích và có thể phản ứng với các chất ở khoảng cách xa.

Ở những động vật sống trong môi trường trên không, rất dễ nhận thấy sự phân biệt giữa các thụ thể tiếp xúc và khoảng cách. Các hóa chất được truyền qua không khí là những chất có tác dụng kích thích các thụ thể khứu giác, trong khi các hóa chất hòa tan trong chất lỏng sẽ kích thích các thụ thể tiếp xúc.

Tuy nhiên, ranh giới giữa hai thụ thể dường như bị khuếch tán, vì có những chất kích thích các thụ thể ở khoảng cách xa và phải được hòa tan trong pha lỏng.

Các giới hạn thậm chí còn vô hạn ở các loài động vật sống trong các hệ sinh thái dưới nước. Trong những trường hợp này, tất cả các hóa chất sẽ được hòa tan trong môi trường nước. Tuy nhiên, sự khác biệt của thụ thể vẫn hữu ích, vì những sinh vật này phản ứng khác nhau với các kích thích gần và xa.

Hệ thống chemosensory

Ở hầu hết các loài động vật có vú, có ba hệ thống chemosensory riêng biệt, mỗi hệ thống chuyên dùng để phát hiện một nhóm hóa chất cụ thể.

Mùi

Biểu mô khứu giác được tạo thành từ một lớp dày đặc các tế bào thần kinh cảm giác nằm trong khoang mũi. Ở đây chúng tôi tìm thấy khoảng một nghìn thụ thể khứu giác khác nhau tương tác với sự đa dạng của các chất dễ bay hơi có trong môi trường.

Nếm thử

Vị giác

Các hóa chất không bay hơi được nhìn nhận theo cách khác. Cảm nhận về thức ăn bao gồm bốn hoặc năm phẩm chất vị giác. Những "phẩm chất" này thường được gọi là hương vị, và bao gồm ngọt, mặn, chua, đắng và umami. Loại thứ hai không phổ biến lắm và có liên quan đến mùi vị của glutamate.

Vị ngọt và vị umami - tương ứng với đường và axit amin - có liên quan đến các khía cạnh dinh dưỡng của thực phẩm, trong khi vị chua có liên quan đến hành vi từ chối, vì hầu hết các hợp chất có hương vị này đều độc hại đối với động vật có vú. .

Các tế bào chịu trách nhiệm nhận thức những kích thích này được tìm thấy trong các chồi vị giác - ở người, chúng nằm trên lưỡi và ở phía sau miệng. Các chồi vị giác chứa 50 đến 120 tế bào liên quan đến vị giác.

Cơ quan vòm họng

Cơ quan vomeronasal là hệ thống chemosensory thứ ba và chuyên phát hiện các pheromone - tuy nhiên, không phải tất cả các pheromone đều được hệ thống này phát hiện.

Cơ quan vomeronasal có những phẩm chất gợi nhớ đến cả khứu giác và khứu giác.

Về mặt giải phẫu, nó tương tự như mùi, vì nó có các tế bào biểu hiện các thụ thể là tế bào thần kinh và chúng chiếu trực tiếp đến não. Ngược lại, các tế bào sở hữu các thụ thể trên lưỡi không phải là tế bào thần kinh.

Tuy nhiên, cơ quan vomeronasal cảm nhận các hóa chất không bay hơi thông qua tiếp xúc trực tiếp, giống như cách chúng ta cảm nhận hương vị của thức ăn thông qua hệ thống vị giác.

Người giới thiệu

1. Feher, JJ (2017). Định lượng sinh lý con người: phần mở đầu. Báo chí học thuật.
2. Hill, RW, Wyse, GA, & Anderson, M. (2016). Sinh lý động vật 2. Biên tập viên Artmed.
3. Matsunami, H., & Amrein, H. (2003). Vị giác và nhận thức pheromone ở động vật có vú và ruồi. Sinh học bộ gen, 4 (7), 220.
4. Mombaerts, P. (2004). Gen và phối tử cho các thụ thể mùi, vomeronasal và vị giác. Nature Reviews Neuroscience, 5 (4), 263.
5. Raufast, LP, Mínguez, JB, & Costas, TP (2005). Sinh lý động vật. Phiên bản Đại học Barcelona.
6. Waldman, SD (2016). Sách điện tử Đánh giá Đau. Khoa học sức khỏe Elsevier.