Receptor: sự thích nghi và chức năng dự báo receptor tốc độ

2021-09-04 04:47 PM

Sự thích ứng của các loại thụ thể khác nhau cho thấy sự thích nghi nhanh chóng của một số thụ thể và sự thích ứng chậm của những thụ thể khác.

Biên tập viên: Trần Tiến Phong

Đánh giá: Trần Trà My, Trần Phương Phương

Sự nhận biết của chúng ta về những tín hiệu bên trong cơ thể và từ môi trường xung quanh được thực hiện qua trung gian là hệ thống phức tạp các receptor cảm giác giúp phát hiện các kích thích như đụng chạm, âm thanh, ánh sáng, đau, lạnh và nhiệt.

Một đặc điểm khác của tất cả các receptor cảm giác là chúng thích nghi một phần hoặc toàn bộ với một vài kích thích không đổi sau một thời gian. Nghĩa là, khi một kích thích cảm giác được tiếp nhận, receptor phản ứng lại với một mức xung cao ở lần đầu tiên, sau đó, mức xung thấp dần đến khi, mức điện thế hoạt động giảm xuống còn rất nhỏ hoặc thường trở về 0 ở tất cả các trường hợp.

Sự thích ứng của các loại thụ thể khác nhau

Hình. Sự thích ứng của các loại thụ thể khác nhau cho thấy sự thích nghi nhanh chóng của một số thụ thể và sự thích ứng chậm của những thụ thể khác.

Sự thích nghi điển hình của một số loại receptor nhất định. Chú ý rằng tiểu thể Pacinian thích nghi rất nhanh, các thụ thể của lông thích nghi trong khoảng chừng 2 giây, và một số receptor ở bao khớp và suốt cơ thích nghi chậm.

Hơn nữa, một số receptor cảm giác thích nghi trong một khoảng giới hạn lớn hơn nhiều những cái khác. Ví dụ, tiểu thể Pacinian thích nghi với “sự dập tắt tín hiệu” trong khoảng 1/100 giây, và receptor ở nang lông thích nghi trong 1 giây hoặc nhiều hơn. Có lẽ tất cả các receptor cơ học khác thích nghi gần như hoàn toàn, nhưng một số trong đó cần nhiều giờ hoặc nhiều ngày để đạt được điều đó, đó là lý do chúng ta gọi nó là receptor “không thích nghi”. Thời gian dài nhất xác định được cho hầu hết sự thích nghi hoàn toàn của receptor cơ học là khoảng 2 ngày đây cũng là thời gian thích nghi của các receptor nhận cảm áp lực ở động mạch chủ và xoang cảnh; tuy nhiên một số nhà sinh lý học tin rằng các receptor nhận cảm áp lực chuyên biệt này không bao giờ thích nghi hoàn toàn. Một số receptor không nhận cảm cơ học ví dụ như receptor hóa học, receptor đau có lẽ không bao giờ thích nghi hoàn toàn.

Cơ chế thích nghi của các receptor

Cơ chế thích nghi của các receptor là khác nhau ở mỗi loại receptor, theo nhiều cách giống nhau mà sự tăng lên của điện thế nhận cảm là đặc điểm riêng biệt. Ví dụ, ở mắt, tế bào que và tế bào nón thích nghi với sự thay đổi nồng độ các chất hóa học nhạy cảm với ánh sáng có trong chúng.

Trong trường hợp của các receptor cơ học, loại receptor được nghiên cứu một cách chi tiết nhất là tiểu thể Pacinian. Sự thích nghi xảy ra trong mỗi receptor theo 2 cách. Cách thứ nhất, tiểu thể Pacinian là một cấu trúc sợi đàn hồi nhớt, vì vậy khi một lực làm biến dạng đột ngột tác động lên một bên của tiểu thể, lực này sẽ được truyền nguyên vẹn bởi các thành phần nhớt của tiểu thể trực tiếp đến sợi thần kinh trung ương cùng bên, từ đó tạo ra điện thế hoạt động. Tuy nhiên, trong một vài phần trăm giây, chất dịch bên trong tiểu thể phân phối lại và điện thế nhận cảm không được tạo ra nữa. Như vậy, điện thế nhận cảm xuất hiện vào lúc bắt đầu sự nén ép nhưng biến mất trong vòng một phần nhỏ của giây mặc dù sự nén ép vẫn còn.

Thứ hai, nhiều cơ chế thích nghi chậm hơn của tiểu thể Pacinian là kết quả của một quá trình gọi là “sự điều tiết”, xảy ra trong chính các sợi thần kinh. Đó là, nếu ngẫu nhiên sợi trung tâm tiếp tục bị biến dạng, đầu mút của dây thần kinh sẽ dần dần trở nên “thích nghi” với kích thích. Đây có lẽ là kết quả từ “sự khử hoạt” tăng dần của kênh Na trong màng sợi thần kinh, nghĩa là dòng Na đi qua các kênh làm cho kênh dần dần đóng lại, một kết quả dường như xảy ra ở tất cả hoặc hầu hết các kênh Na ở màng tế bào.

Có lẽ, có hai cơ chế chung tương tự nhau về sự thích nghi cũng áp dụng cho các loại receptor cơ học khác. Tức là, một phần của sự thích nghi là kết quả của sự điều chỉnh lại cấu trúc của receptor, và một phần là kết quả từ một loại điện thế thích nghi tại các sợi thần kinh tận cùng.

Các receptor thích nghi chậm phát hiện cường độ các kích thích liên tục - Các receptor “Trương lực”. Các receptor thích nghi chậm liên tục truyền các xung đến não miễn là vẫn còn các kích thích (hay ít nhất trong nhiều phút hoặc nhiều giờ). Do đó chúng giữ cho não liên tục được thông báo về trạng thái của cơ thể và sự liên quan của chúng với những thứ xung quanh. Ví dụ, các xung từ suốt cơ và bộ máy gân Golgi cho phép hệ thần kinh biết được trạng thái của sự co cơ và tải trọng tại các gân cơ ở mỗi thời điểm.

Các receptor thích nghi chậm khác bao gồm (1) receptor của vết ở bộ máy tiền đình, (2) receptor đau, (3) receptor áp lực của cây động mạch, (4) receptor hóa học của thân động mạch cảnh và quai động mạch chủ.

Do các receptor thích nghi chậm có thể tiếp tục dẫn truyền thông tin trong nhiều giờ, thậm chí nhiều ngày nên chúng được gọi là các receptor trương lực.

Các receptor thích nghi nhanh phát hiện thay đổi trong cường độ kích thích - Các “receptor tốc độ”, “receptor chuyển động” hoặc “receptor giai đoạn”. Các receptor thích nghi nhanh không được sử dụng để dẫn truyền các tín hiệu liên tục vì chúng chỉ bị kích thích khi cường độ kích thích thay đổi. Tuy nhiên, chúng phản ứng mạnh trong khi sự thay đổi đang thực sự xảy ra. Do đó, các receptor này được gọi là receptor tốc độ, receptor chuyển động hoặc receptor giai đoạn. Như vậy, trong trường hợp của tiểu thể Pacinian, áp lực đột ngột tác động lên mô kích thích receptor này trong khoảng vài mili giây, sau đó sự kích thích này sẽ dừng lại mặc dù áp lực vẫn còn. Tuy nhiên, sau đó nó dẫn truyền tín hiệu ngược trở lại khi ngừng áp lực tác động. Nói cách khác, tiểu thể Pacinian có vai trò quan trọng trong việc thông báo những biến dạng nhanh chóng của mô đến hệ thần kinh, nhưng nó không có vai trò trong việc dẫn truyền thông tin về các trạng thái ổn định của cơ thể.

Chức năng dự báo của các receptor tốc độ

Nếu chúng ta biết tốc độ mà ở đó một số thay đổi trong trạng thái cơ thể có thể xảy ra, thì trạng thái của cơ thể trong một vài giây hoặc thậm chí vài phút sau đó có thể dự đoán được.Ví dụ, các receptor của ống bán nguyệt trong bộ máy tiền đình phát hiện tốc độ mà tại đó đầu bắt đầu của tai giúp phát hiện tốc độ mà tại đó đầu bắt đầu quay the vestibular apparatus of the ear detect the rate e vòng khi con người chạy theo đường cong. Sử dụng thông tin này, một người có thể dự đoán được họ sẽ chuyển hướng bao nhiêu độ trong 2 giây tiếp theo và có thể điều chỉnh chuyển động của đôi chân kịp thời để không mất thăng bằng. Cũng như vậy, các receptor ở trong hoặc cạnh các khớp giúp phát hiện tốc độ sự dịch chuyển của các phần khác nhau của cơ thể. Ví dụ, khi một người đang chạy, thông tin từ các receptor tốc độ ở khớp cho phép hệ thần kinh dự báo trước vị trí chính xác chân sẽ đặt trong giây tiếp theo. Từ đó, các tín hiệu vận động thích hợp có thể truyền đến các cơ của chân để thực hiện những sự điều chỉnh trước cần thiết về vị trí nên con người sẽ không bị ngã. Mất chức năng dự báo này thì con người sẽ không thể chạy được.

Bài viết cùng chuyên mục

Tín hiệu nội bào sau khi receptor hormone được kích hoạt

Nhiều loại mô khác nhau có cùng loại receptor nội bào giống nhau, tuy nhiên gen được kích thích bởi các receptor ở một số mô lại khác nhau.

Áp suất thẩm thấu keo của huyết tương

Chỉ có các phân tử hoặc ion không đi qua các lỗ của màng bán thấm gây áp lực thẩm thấu. Các protein là thành phần không dễ dàng đi qua các lỗ mao mạch, chịu trách nhiệm về áp lực thẩm thấu ở hai bên của màng mao mạch.

Cơ chế Triglycerides giải phóng tạo năng lượng

Cân bằng ổn định giữa acid béo tự do và triglycerides thoái hóa thông qua triglycerides dự trữ, do đó, chỉ một lượng nhỏ acid béo có sẵn được dùng để tạo năng lượng.

Sinh lý nội tiết vùng dưới đồi

Các nơron vùng dưới đồi bài tiết các hormon giải phóng RH và các hormon ức chế IRH có tác dụng ức chế hoặc kích thích hoạt động thùy trước tuyến yên.

Vai trò của insulin trong chuyển đổi carbohydrate và chuyển hóa lipid

Khi nồng độ glucose máu cao, insulin được kích thích bài tiết và carbohydrate được sử dụng thay thế chất béo. Glucose dư thừa trong máu được dự trữ dưới dạng glycogen và chất béo ở gan, glycogen ở cơ.

Sinh lý tiêu hóa ở dạ dày

Lúc đói, cơ dạ dày co lại, khi ta nuốt một viên thức ăn vào thì cơ giãn ra vừa đủ, để chứa viên thức ăn đó, vì vậy áp suất trong dạ dày không tăng lên.

Đo thể tích hô hấp: ghi lại những thay đổi trong phép đo thể tích phổi

Thay đổi của thể tích phổi dưới tình trạng thở khác nhau. Mô tả sự kiện thông khí phổi, không khí trong phổi có thể được chia thành 4 thể tích và 4 dung tích  trung bình cho người lớn trẻ.

Cảm giác xúc giác: sự phát hiện và dẫn truyền

Mặc dù, cảm giác đụng chạm, áp lực và rung là phân loại thường gặp khi phân chia các cảm giác, nhưng chúng được nhận biết bởi các loại receptor giống nhau.

Cơ chế tác động nội bào của testosterone

Testosteron kích thích tăng sản xuất protein ở hầu hết các mô trong cơ thể, đặc biệt là ở các mô cơ quan chịu trách nhiệm cho sự phát triển đặc tính sinh dục nam nguyên phát hoặc thứ phát.

Chức năng của testosterone

Testosterone được tiết ra đầu tiên ở các tế bào mầm rãnh sinh dục và sau đó là tinh hoàn của thai nhi chịu trách nhiệm trong sự phát triển các đặc điểm cơ thể nam giới, bao gồm cả sự hình thành dương vật và bìu chứ không phải là âm vật và âm đạo.

Cung lượng tim: là tổng máu tuần hoàn qua mô phụ thuộc vào tuần hoàn ngoại vi

Tổng lưu lượng máu của tuần hoàn ngoại vi chính là tuần hoàn tĩnh mạch, và tim hoạt động một cách tự động để bơm máu quay trở lại tuần hoàn chung của cơ thể.

Đái tháo đường type 1: thiếu hụt sản xuất insulin

Tổn thương tế bào beta đảo tụy hoặc các bệnh làm suy yếu sản xuất insulin có thể dẫn đến bệnh tiểu đường type 1. Nhiễm virus hoặc các rối loạn tự miễn có thể tham gia vào việc phá hủy tế bào beta.

Vận chuyển Glucose trong cơ thể qua màng tế bào

Glucose có thể được vận chuyển từ một phía của màng tế bào sang phía bên kia, sau đó được giải phóng, glucose sẽ được vận chuyển từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp hơn là theo chiều ngược lại.

Điện thế hoạt động của tế bào thần kinh

Để tạo ra những tín hiệu thần kinh, điện thế hoạt động di chuyển dọc theo tế bào sợi thần kinh cho tới điểm kếtthúc của nó.

Sự bài tiết cholesterol của gan và sự hình thành sỏi mật

Muối mật được hình thành trong các tế bào gan từ cholesterol trong huyết tương. Trong quá trình bài tiết muối mật, mỗi ngày khoảng 1 - 2 gam cholesterol được loại bỏ khỏi huyết tương và bài tiết vào trong mật.

Sinh lý quá trình tạo máu

Trong suốt thời kỳ phôi thai, lần lượt túi noãn hoàng, gan, lách, tuyến ức, hạch bạch huyết và tuỷ xương tham gia hình thành các tế bào máu. Tuy nhiên, sau khi sinh quá trình tạo máu chỉ xảy ra ở tuỷ xương.

Miễn dịch ở trẻ sơ sinh

Trẻ sơ sinh hiếm khi bị dị ứng. Tuy nhiên, vài tháng sau đó, khi kháng thể của nó bắt đầu được hình thành, những trạng thái dị ứng nặng có thể tiến triển.

Điện thế tai trong: phản ánh nồng độ cao kali và nồng độ thấp natri

Điện thế được duy trì liên tục giữa nội dịch và ngoại dịch, với bản dương bên trong và bản âm bên ngoài thang giữa. Nó được gọi là điện thế tai trong.

Các chuyển đạo trước tim (chuyển đạo ngực): các chuyển đạo điện tâm đồ

ECG của tim người khỏe mạnh như ghi lại từ sáu chuyển đạo ngực tiêu chuẩn. Vì các mặt của tim là gần với thành ngực, mỗi chuyển đạo ngực ghi lại chủ yếu là điện thế của hệ cơ tim ngay bên dưới điện cực.

Hấp thu ở đại tràng và hình thành phân

Phần lớn hấp thu ở đại tràng xuất hiện ở nửa gần đại tràng, trong khi chức năng phần sau đại tràng chủ yếu là dự trữ phân cho đến một thời điểm thích hợp để bài tiết phân và do đó còn được gọi là đại tràng dự trữ.

Điều hòa chức năng thực vật và nội tiết của vùng dưới đồi

Để minh họa cấu tạo của vùng dưới đồi cũng như đơn vị chức năng của vùng dưới đồi, chúng ta tổng hợp chức năng thực vật và nội tiết quan trọng ở đây.

Cơ chế chung của sự co cơ

Acetylcholine hoạt động trên một khu vực cục bộ của màng sợi cơ để mở các kênh cation có “cổng acetylcholine” thông qua các phân tử protein lơ lửng trong màng.

Cấu trúc hóa học và sự tổng hợp insulin

Khi insulin được bài tiết vào máu, nó hầu như lưu thông ở dạng tự do. Bởi vì nó có thời gian bán hủy trung bình chỉ khoảng 6 phút nên phần lớn chúng bị loại bỏ khỏi tuần hoàn.

Một số yếu tố yếu tố ảnh hưởng tới hô hấp

Trong môt thời gian ngắn, hô hấp có thể được điều khiển một cách tự động làm tăng hoặc giảm thông khí do rối loạn nghiêm trọng về PCO2, pH, và PO2 có thể xảy ra trong máu.

Điện thế nhận cảm: sự chuyển đối kích thích cảm giác thành xung thần kinh

Khi điện thế nhận cảm tăng trên ngưỡng sẽ xuất hiện điện thế hoạt động trong sợi thần kinh gắn với receptor, từ đó, điện thế hoạt động sinh ra.