Termorecettori nell'uomo, negli animali, nelle piante

IL Termorecettori Sono quei recettori che hanno molti organismi viventi per percepire i termini degli stimoli che li circondano. Non sono solo tipici degli animali, perché anche le piante devono censurare le condizioni ambientali che li circondano.

Il rilevamento o la percezione della temperatura è una delle funzioni sensoriali più importanti ed è spesso essenziale per la sopravvivenza della specie, poiché consente loro di rispondere ai cambiamenti termici tipici dell'ambiente in cui si sviluppano.

Crotalus willardi, con uno dei due fori cranici distintivi (termorecettori) visibili tra il naso e l'occhio. Robert S. Simmons. [CC BY-SA 3.0 (http: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0/]]

Il suo studio include una parte importante della fisiologia sensoriale e, negli animali, iniziò più o meno nel 1882, grazie a esperimenti che riuscirono ad associare sensazioni termiche alla stimolazione localizzata di siti sensibili della pelle degli umani.

Nell'uomo ci sono termorecettori che sono abbastanza specifici per quanto riguarda lo stimolo termico, ma ci sono anche altri che rispondono sia agli stimoli "freddi" che a stimoli "caldi", nonché alcune sostanze chimiche come la capsaicina e il mentolo (che producono stimoli simili e sensazioni fredde).

In molti animali, i termorecettori rispondono anche agli stimoli meccanici e alcune specie li usano per ottenere il loro cibo.

Per le piante, la presenza di proteine ​​note come fitocromi è essenziale per la percezione termica e le risposte di crescita associate a questo.

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Termorecettori nell'uomo

Gli esseri umani, come altri animali da mammifero, hanno una serie di recettori che consentono loro di relazionarsi meglio con l'ambiente attraverso quelli che sono stati chiamati "sensi speciali".

Questi "recettori" non sono altro che le porzioni finali dei dendriti responsabili della percezione dei diversi stimoli ambientali e della trasmissione di tali informazioni sensoriali al sistema nervoso centrale (porzioni di nervi sensibili).

4 modelli per la struttura del sistema sensoriale nell'uomo (fonte: ShigerU23 [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0)] via Wikimedia Commons)

Questi recettori sono classificati, a seconda della fonte di stimolo, come esterocecittori, propriocettori e interocettori.

Gli esterocettori sono più vicini alla superficie del corpo e "censurano" l'ambiente circostante. Esistono diversi tipi: quelli che percepiscono temperatura, tocco, pressione, dolore, luce e suono, gusto e odore, per esempio.

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I propriocettori sono specializzati nella trasmissione di stimoli correlati allo spazio e al movimento verso il sistema nervoso centrale, nel frattempo gli interocettori sono responsabili dell'invio di segnali sensoriali generati all'interno degli organi del corpo.

Esterocettori

In questo gruppo esistono tre tipi di recettori speciali noti come meccanorecettori, termorecettori e nocicettori, in grado di reagire rispettivamente a toccare, temperatura e dolore.

Nell'uomo, i termorecettori hanno la capacità di rispondere alle differenze di temperatura di 2 ° C e sono sottoclassificati nei recettori del calore, freddo e noticptori sensibili alla temperatura.

- I recettori del calore non sono stati identificati correttamente, ma si pensa che corrispondano a terminazioni di fibre nervose "negnate" (non mielinizzate) in grado di rispondere all'aumento della temperatura.

- I termorecettori a freddo derivano dalle terminazioni nervose mielinizzate che si ramificano e sono principalmente nell'epidermide.

- I nocicettori sono specializzati nel rispondere al dolore per sforzo meccanico, termico e chimico; Queste sono terminazioni di fibre nervose mielinizzate ramificate nell'epidermide.

Termorecettori negli animali

Gli animali, così come gli esseri umani, dipendono anche da diversi tipi di recettori per percepire l'ambiente circostante. La differenza tra gli esseri umani su quelli di alcuni animali, è che molte volte gli animali hanno recettori che rispondono sia agli stimoli termici che agli stimoli meccanici.

Questo è il caso di alcuni recettori nella pelle di pesci e anfibi, alcuni felini e scimmie, che sono in grado di rispondere allo stesso modo alla stimolazione meccanica e termica (a causa di temperature elevate o basse).

Negli animali invertebrati, la possibile esistenza dei recettori termici è stata anche dimostrata sperimentalmente, tuttavia, separare una semplice risposta fisiologica a un effetto termico della risposta generata da un recettore specifico non è sempre facile.

In particolare, le "prove" indicano che molti insetti e alcuni crostacei percepiscono le variazioni termiche di ciò che li circonda. I Sanguijuelas, inoltre, hanno meccanismi speciali per rilevare la presenza di ospiti a sangue caldo e sono gli unici invertebrati non -artropodi in cui questo è stato dimostrato.

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Allo stesso modo, diversi autori indicano la possibilità che alcuni ectoparasiti di animali da caldo possano rilevare la presenza dei loro ospiti nelle vicinanze, sebbene questo non sia stato molto studiato.

Nei vertebrati come alcune specie di serpenti e alcuni pipistrelli ematifagi (che si nutrono di sangue) ci sono recettori a infrarossi in grado di rispondere agli stimoli termici "a infrarossi" emessi dalla loro preda del sangue caldo.

Fotografia di un pipistrello ematico.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0)] via Wikimedia Commons)

I pipistrelli "vampiri" li possiedono sui loro volti e li aiutano a determinare la presenza degli ungulati che fungono da cibo, nel frattempo i boa "primitivi" e alcune specie di crotalina velenosa li possiedono nella loro pelle e queste sono terminazioni nervose libere che ramificano.

Come funzionano?

I termorecettori funzionano più o meno allo stesso modo in tutti gli animali e lo fanno essenzialmente per raccontare il corpo di ciò che fa parte di ciò che è la temperatura che la circonda.

Come commentato, questi recettori sono, in effetti, terminali nervosi (le estremità dei neuroni collegati al sistema nervoso). I segnali elettrici generati in questi ultimi pochi millisecondi e la loro frequenza dipende notevolmente dalla temperatura ambiente e dall'esposizione a cambiamenti di temperatura improvvisi.

In condizioni di temperatura costanti, i colpi della pelle sono costantemente attivi, inviando segnali al cervello per generare le risposte fisiologiche necessarie. Quando viene ricevuto un nuovo stimolo, viene generato un nuovo segnale, che può o non può durare, a seconda della durata dello stesso.

Canali ionici termosensibili

La percezione termica inizia con l'attivazione dei termorecettori nei terminali nervosi dei nervi periferici nella pelle dei mammiferi. Lo stimolo termico Active Temperature Canali ionici dipendenti dai terminali assonici, che è essenziale per la percezione e la trasmissione dello stimolo.

Questi canali ionici sono proteine ​​che appartengono a una famiglia di canali noti come "canali ionici termosensibili" e la loro scoperta ha permesso a maggiori di chiarire il meccanismo di percezione termica in maggiore profondità.

Può servirti: eubiontes Identità molecolare dei nervi che rispondono al freddo o al calore a seconda dell'espressione dei canali ionici termosensibili (Fonte: David D. McKemy [CC di 2.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by/2.0)] via Wikimedia Commons)

Il suo lavoro è quello di regolare il flusso di ioni come calcio, sodio e potassio, verso e dai recettori termici, il che porta alla formazione di un potenziale d'azione che si traduce in un impulso nervoso verso il cervello.

Termorecettori nelle piante

Per le piante è anche essenziale essere in grado di rilevare qualsiasi cambiamento termico che si verifica nell'ambiente ed emettere una risposta.

Alcune indagini sulla percezione termica nelle piante hanno rivelato che molte volte dipende da proteine ​​chiamate fitocromi, che partecipano anche al controllo di più processi fisiologici nelle piante superiori, tra cui la germinazione e lo sviluppo di piantine, fioritura, ecc.

I fitocromi hanno una funzione importante nel determinare il tipo di radiazione a cui sono sottoposte le piante e sono in grado di agire come "interruttori" molecolari che sono illuminati alla luce diretta (con un'alta percentuale di luce rossa e blu) o che si spengono sotto L'ombra (alta proporzione di radiazione "distante rosso").

Rappresentazione schematica di un fitocromo attivo (PR) e uno inattivo (PFR) (fonte: Bengt A. Lüers - bigben_87_de [cc di -sa 2.5 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/2.5)] via Wikimedia Commons)

L'attivazione di alcuni fitocromi promuove la crescita "compatta" e inibisce l'allungamento funzionando come fattori di trascrizione per i geni coinvolti in questi processi.

Tuttavia, è stato dimostrato che, in alcuni casi, l'attivazione o l'inattivazione dei fitocromi possono essere indipendenti dalle radiazioni (luce rossa o rossa), che è nota come "reazione di inversione oscura", la cui velocità apparentemente dipende dalla temperatura.

Le alte temperature promuovono la rapida inattivazione di alcuni fitocromi, facendoli funzionare come fattori di trascrizione, promuovendo la crescita mediante allungamento.

Riferimenti

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