Signifikansi klinis dan penerapan reseptor

Reseptor adalah struktur pada permukaan tubuh, di dalam rongga tubuh, atau di dalam jaringan hewan yang dapat menerima rangsangan lingkungan internal atau eksternal dan mengubahnya menjadi proses saraf. Reseptor dapat diklasifikasikan sebagai berikut: 1. Reseptor Endor: Termasuk di dalamnya adalah reseptor mekanik dan kemoreseptor di dinding kardiovaskular, reseptor di saluran pencernaan, ureter, kandung kemih, dinding rongga tubuh, dan akar mesenterika. 2 . Reseptor eksternal: termasuk fotoreseptor, reseptor pendengaran, reseptor perasa, reseptor penciuman dan distribusi kulit, selaput lendir (termasuk selaput lendir penciuman, pengecap), alat visual, alat pendengaran, dll. 3, proprioseptor: didistribusikan di perut otot rangka otot, tendon, kapsul sendi, ligamen dan alat pengecap telinga bagian dalam, dll., Untuk menerima gerakan tubuh dan keseimbangan saat rangsangan dihasilkan. Reseptor dapat diklasifikasikan menurut karakteristik rangsangan yang diterima: (1) reseptor mekanik: termasuk reseptor sentuhan dan tekanan yang terletak di kulit, akar mesenterium, mulut dan bibir, alat kelamin luar, dll., dan reseptor tegangan (atau tarikan) yang terletak di dinding kardiovaskular, dinding alveoli dan bronkus, dan dinding rongga organ. Reseptor suhu: termasuk reseptor panas dan reseptor dingin, yang terletak di kulit dan selaput lendir mulut dan organ genital. (3) Reseptor akustik: Pada sebagian besar hewan tingkat tinggi, reseptor ini telah berkembang menjadi organ pendengaran yang kompleks, dengan komponen-komponen seperti spiral telinga bagian dalam, yang menerima osilasi suara, dan telinga bagian tengah, yang meningkatkan tekanan suara, dan telinga bagian luar, yang mengumpulkan suara. ④ Fotoreseptor: reseptor yang paling penting pada hewan (dan bahkan sebagian tumbuhan), bahkan pada protozoa, seperti cacing mata, yang memiliki bintik mata yang peka terhadap cahaya. Komponen utama fotoreseptornya adalah sel fotoreseptor, dan sebagian besar hewan juga memiliki struktur retina yang berlapis-lapis. Mereka terutama terletak di mukosa hidung, mukosa mulut, mukosa uretra dan konjungtiva mata, dan terutama merasakan iritasi kimiawi di udara dan air, seperti Na, H dan beberapa minyak atsiri. (6) Reseptor keseimbangan: seperti garis lateral di kedua sisi tubuh pada ikan, dan organ keseimbangan telinga bagian dalam yang sangat berkembang pada burung dan mamalia. (7) Reseptor rasa sakit: juga dikenal sebagai reseptor untuk rangsangan yang melukai, didistribusikan secara luas di ujung saraf bebas di kulit, kornea, konjungtiva, mukosa mulut, dll., Dan di pleura, peritoneum dan periosteum, dll., Sebagian besar tanpa struktur khusus. Ketika osmolalitas plasma menurun, ia mengeluarkan lebih sedikit hormon antidiuretik, dan sebaliknya, ia mengeluarkan lebih banyak, sehingga mengatur air yang dikeluarkan dalam urin dan mempertahankan tekanan osmotik normal cairan tubuh. Mekanisme fisiologis Jika impuls dari reseptor hanya mencapai bagian bawah sistem saraf pusat, hanya refleks sederhana, seperti refleks tulang belakang, yang dapat ditimbulkan. Jika rangsangannya kuat dan frekuensi impuls yang masuk tinggi, maka impuls tersebut dapat ditransmisikan ke pusat yang lebih tinggi atau menyebar ke pusat yang lebih rendah melalui pusat saraf yang lebih rendah, di mana responsnya lebih kompleks dan bahkan dapat menyebabkan sensasi subjektif. Dalam keadaan anestesi, sensasi subjektif menghilang, tetapi aktivitas refleks tetap ada. Oleh karena itu, setelah reseptor menerima rangsangan, mereka tidak serta merta menimbulkan sensasi; sensasi yang sebenarnya membutuhkan partisipasi dari pusat-pusat yang kompleks, terutama aktivitas korteks serebral. Fitur Semua jenis reseptor dalam tubuh memiliki fitur umum berikut ini dalam hal fungsi: 1. Semua jenis reseptor memiliki rangsangan yang sesuai. Rangsangan yang sesuai adalah rangsangan yang membutuhkan intensitas yang sangat kecil untuk menyebabkan eksitasi pada reseptor, dan bentuk rangsangan ini disebut rangsangan yang sesuai untuk reseptor tersebut. Intensitas stimulus minimum yang sesuai untuk menyebabkan eksitasi disebut ambang sensorik reseptor. 2. Semua jenis reseptor memiliki efek transduksi, yaitu reseptor dapat mengubah berbagai bentuk energi rangsangan yang bekerja padanya menjadi potensial aksi pada serabut saraf aferen yang sesuai, yang ditransmisikan ke bagian yang sesuai dari sistem saraf pusat. Sistem saraf pusat menerima sinyal aferen dari reseptor melalui banyak serabut saraf aferen. Reseptor mengubah rangsangan eksternal menjadi potensial aksi, tidak hanya dalam bentuk energi, tetapi juga, dan yang lebih penting, dengan mentransfer informasi tentang perubahan lingkungan yang terkandung dalam rangsangan ke dalam sistem sinyal listrik yang baru, yang dikenal sebagai pengkodean. Pertanyaan mengapa kualitas dan kuantitas rangsangan eksternal dan sifat-sifat lainnya dikodekan dalam sinyal listrik khusus saraf adalah pertanyaan yang kompleks dan belum jelas. Hanya diketahui bahwa pemunculan sensasi yang berbeda tidak hanya ditentukan oleh sifat rangsangan dan reseptor yang dirangsang. Hal ini juga ditentukan oleh di mana impuls aferen mencapai titik akhir di korteks serebral. Sebagai contoh, jika saraf optik pasien distimulasi dengan arus listrik, impuls akan berjalan ke korteks oksipital dan menghasilkan sensasi cahaya. Contoh klinis lainnya adalah tinitus, yang terjadi ketika lesi seperti tumor menekan saraf pendengaran. Hal ini disebabkan oleh stimulasi lesi yang menyebabkan impuls dari saraf pendengaran ke pusat pendengaran kortikal. Oleh karena itu, sifat sensasi ditentukan oleh di mana impuls aferen mencapai pusat yang lebih tinggi. Mengenai pertanyaan tentang bagaimana intensitas (atau jumlah) stimulus dikodekan dalam jenis sensorik yang sama, sekarang diperkirakan bahwa reseptor dapat merespons intensitas stimulus dengan mengubah frekuensi potensial aksi pada serat saraf aferen yang sesuai. Ketika rangsangan diperkuat, lebih dari satu reseptor dan saraf aferen juga dapat dibuat untuk mengirim impuls ke pusat. 4. Semua jenis reseptor bersifat adaptif. Fenomena adaptasi berarti bahwa sensasi secara bertahap menghilang sementara rangsangan masih ada pada reseptor. Fenomena ini sering tercermin dalam kehidupan, seperti “ketika Anda memasuki ruangan anggrek wijen, Anda tidak mencium baunya untuk waktu yang lama”. Ini adalah reaksi terhadap adaptasi indera penciuman terhadap rangsangan. Eksperimen juga menunjukkan bahwa frekuensi potensial aksi pada serabut saraf aferen menurun sementara rangsangan terus bekerja pada reseptor, yang merupakan bukti adaptasi. Stimulus yang sesuai Bentuk atau jenis energi (ambang sensorik) stimulus dikenal sebagai stimulus yang sesuai untuk reseptor tersebut. Setiap reseptor hanya memiliki satu rangsangan yang sesuai. Bentuk rangsangan energi lainnya tidak merespons, atau sangat tidak responsif. Sebagai contoh, reseptor suhu kulit sekitar 2000 kali lebih sensitif terhadap radiasi panas daripada reseptor nosiseptif. Ini adalah hasil evolusi biologis bahwa semua bentuk perubahan yang terjadi di lingkungan internal dan eksternal tubuh selalu bekerja terlebih dahulu pada reseptor yang sesuai dengannya. Reseptor mengubah rangsangan yang bekerja padanya menjadi impuls saraf yang sesuai yang ditransmisikan ke pusat saraf untuk menimbulkan sensasi atau persepsi. Diperkirakan bahwa deformasi mekanis membran sel saraf menyebabkan peningkatan permeabilitas ujung saraf terhadap Na+, yang menghasilkan aliran Na+ ke dalam ke dalam potensial reseptor. Pengkodean Impuls aferen dari reseptor mana pun adalah potensial aksi yang pada dasarnya identik dalam bentuk gelombang dan prinsip pembangkitannya, sedangkan berbagai jenis sensasi dicapai melalui pengkodean reseptor. Eksperimen telah menunjukkan bahwa pemunculan berbagai jenis sensasi tidak hanya ditentukan oleh sifat rangsangan dan reseptor yang dirangsang, tetapi juga oleh bagian terminal korteks serebral tempat impuls aferen mencapai. Sebagai contoh, stimulus listrik ke saraf optik yang secara artifisial menghasilkan impuls aferen ke korteks oksipital atau stimulus langsung ke korteks oksipital yang menghasilkan eksitasi, keduanya akan menyebabkan sensasi cahaya. Hal ini menunjukkan bahwa sifat sensasi ditentukan oleh lokasi yang lebih tinggi yang dicapai oleh impuls aferen dan bukan oleh sifat-sifat potensial aksi itu sendiri. Dengan kata lain, proses pembedaan jenis rangsangan dalam keseluruhan situasi adalah salah satu diferensiasi evolusioner dari peralatan reseptor sehingga salah satu reseptor menjadi sangat peka terhadap rangsangan dengan sifat tertentu dan membedakan jenis rangsangan. Adaptasi Ketika suatu rangsangan diterapkan pada suatu reseptor, frekuensi impuls aferen mulai berkurang, meskipun rangsangan terus bekerja, sebuah fenomena yang dikenal sebagai adaptasi reseptor. Adaptasi sensorik tidak hanya berkaitan dengan reseptor tetapi juga dengan sifat-sifat pusat yang menghasilkan sensasi. Kecepatan adaptasi yang terjadi sangat bervariasi dari satu reseptor ke reseptor lainnya, dan masing-masing memiliki arti penting tersendiri: (1) Reseptor yang beradaptasi dengan cepat, seperti reseptor sentuhan kulit. Adaptasi cepat dapat dilihat sebagai bentuk penutupan informasi yang bertujuan untuk menghindari sistem saraf kewalahan oleh rangsangan yang tidak lagi memberikan informasi yang valid. Sebagai contoh, peran sentuhan pada umumnya adalah untuk mengeksplorasi objek atau rintangan baru, dan adaptasi cepatnya memfasilitasi penerimaan kembali rangsangan baru oleh reseptor. (2) Reseptor yang beradaptasi secara lambat, seperti reseptor miokard, nosiseptif, dan reseptor tekanan sinus karotis. Adaptasi yang lambat memfasilitasi pengaturan fungsi-fungsi tubuh tertentu yang bertahan lama, seperti postur tubuh dan pemeliharaan tingkat kewaspadaan yang tinggi terhadap rangsangan-rangsangan yang sangat penting. Adaptasi bukanlah kelelahan, karena setelah beradaptasi dengan suatu rangsangan, peningkatan intensitas rangsangan tersebut pada gilirannya dapat menyebabkan peningkatan impuls aferen. Ambang batas sensorik dan potensi reseptor Eksitasi saraf sensorik memerlukan penggunaan rangsangan yang tepat untuk merangsang reseptor yang sesuai. Jika rangsangan terlalu lemah, tidak ada potensial aksi yang terjadi pada saraf aferen. Stimulator listrik biasanya digunakan untuk menentukan ambang batas reseptor tertentu. Ketika menentukan ambang batas suatu jaringan, keberadaan potensial aksi pada serabut saraf aferen, atau permulaan perubahan potensial yang tidak mengganggu pada potensial basal, yang dikenal sebagai potensial generator, sering kali digunakan sebagai indikator. Dengan merekam potensial aksi saraf aferen dan perubahan potensial reseptor (reseptor dengan struktur tertentu) selama stimulasi reseptor, dapat dilihat bahwa perubahan potensial non-difusif terjadi di dalam reseptor sebelum impuls aferen terjadi, dimulai dengan penurunan potensial lokal, yang menjadi semakin jelas seiring dengan meningkatnya intensitas rangsangan, hingga cukup kuat untuk memengaruhi ujung saraf di dalam reseptor, yang menyebabkannya berkembang. Penurunan potensial menjadi lebih jelas dengan meningkatnya intensitas rangsangan hingga cukup kuat untuk mempengaruhi ujung saraf di dalam reseptor, menyebabkan terjadinya potensial aksi. Jika rangsangan yang digunakan tidak terlalu kuat, potensial lokal ini dapat mereda dengan berhentinya rangsangan, dan perubahan potensial ini disebut potensial generator, atau potensial reseptor. Semakin kuat rangsangan yang digunakan, semakin cepat laju peningkatan potensial reseptor, dan oleh karena itu semakin tinggi frekuensi impuls aferen pada serabut saraf tepi yang disebabkan olehnya. Beberapa reseptor merupakan ujung saraf, seperti reseptor nyeri. Dalam hal ini, potensi reseptor sama dengan potensi generator. Pada beberapa reseptor, sel reseptor itu sendiri tidak memiliki akson, tetapi jaring saraf yang mengelilingi dasar sel menghasilkan impuls aferen, dalam hal ini sel reseptor pertama kali menghasilkan potensial reseptor. Potensial reseptor kemudian menggairahkan ujung saraf, menyebabkan depolarisasi lokal. Hal ini pada gilirannya menyebabkan potensial aksi. Eksitasi reseptor dan respons fisiologis Jika impuls dari reseptor hanya mencapai bagian bawah sistem saraf pusat, hanya refleks sederhana, seperti refleks tulang belakang, yang dapat ditimbulkan. Jika rangsangannya kuat dan frekuensi impuls yang masuk tinggi, maka rangsangan tersebut dapat diteruskan ke pusat yang lebih tinggi melalui pusat yang lebih rendah atau menyebar ke pusat lainnya, di mana responsnya lebih kompleks dan bahkan dapat menyebabkan sensasi subjektif. Namun, ini tidak berarti bahwa rangsangan yang menyebabkan sensasi subjektif harus sangat kuat, tetapi tergantung pada reseptor mana yang dirangsang. Menyinarkan cahaya yang lemah ke dalam mata manusia dapat menyebabkan pupil menyempit dan pada saat yang sama menyebabkan sensasi titik cahaya. Di sini terdapat aktivitas refleks dan sensasi subyektif. Dalam keadaan anestesi, sensasi subjektif orang tersebut menghilang, tetapi aktivitas refleks masih ada. Oleh karena itu, setelah reseptor menerima rangsangan, tidak serta merta sensasi muncul; sensasi yang sebenarnya membutuhkan partisipasi dari pusat yang kompleks, terutama aktivitas korteks serebral. Signifikansi studi Studi tentang aktivitas fungsional reseptor tidak hanya memberikan pemahaman tentang bagaimana perubahan dalam lingkungan eksternal dan internal ditransformasikan ke dalam informasi yang ditransfer ke sistem saraf pusat untuk membentuk sensasi kita, tetapi juga memiliki signifikansi praktis. Sebagai contoh, prinsip-prinsip pemandangan indah yang kita lihat dan musik yang kita dengar setiap hari didasarkan pada studi pola aktivitas reseptor. Studi tentang reseptor juga sangat penting untuk pengembangan bionik dan kedokteran klinis.