TERMORESEPTÖRLER: INSANLARDA, HAYVANLARDA, BITKILERDE - BIYOLOJI - 2025

Thermoreceptors etrafında uyaranlar terimleri algılama birçok canlı organizmaları sahip olanlar reseptörler vardır. Sadece tipik hayvanlar değildir, çünkü bitkilerin aynı zamanda kendilerini çevreleyen çevresel koşulları da kaydetmeleri gerekir.

Sıcaklığın algılanması veya algılanması, en önemli duyusal işlevlerden biridir ve geliştikleri ortama özgü termal değişikliklere tepki vermelerine izin verdiği için genellikle türlerin hayatta kalması için gereklidir.

Crotalus willardi, burun ve göz arasında görülebilen iki farklı kraniyal çukurdan (termoreseptör) biri ile. Robert S. Simmons.

Çalışması, duyusal fizyolojinin önemli bir bölümünü içeriyor ve hayvanlarda, termal duyumları insan derisindeki hassas bölgelerin lokalize uyarılmasıyla ilişkilendirebilen deneyler sayesinde 1882 yılı civarında başladı.

İnsanlarda, termal uyaranlara göre oldukça spesifik olan termoreseptörler vardır, ancak hem "soğuk" hem de "sıcak" uyaranlara yanı sıra kapsaisin ve mentol gibi (benzer uyaranlar üreten) bazı kimyasallara yanıt veren başkaları da vardır. sıcak ve soğuk hisler).

Birçok hayvanda, termoreseptörler mekanik uyaranlara da tepki verir ve bazı türler yiyeceklerini almak için bunları kullanır.

Bitkiler için, fitokrom olarak bilinen proteinlerin varlığı, termal algı ve bununla ilişkili büyüme tepkileri için gereklidir.

İnsanlarda termoreseptörler

İnsanlar, diğer memeli hayvanlar gibi, “özel duyular” olarak adlandırılan şey aracılığıyla çevreyle daha iyi ilişki kurmalarına izin veren bir dizi alıcıya sahiptir.

Bu "reseptörler", farklı çevresel uyaranları algılamaktan ve bu tür duyusal bilgileri merkezi sinir sistemine iletmekten sorumlu olan dendritlerin son kısımlarından başka bir şey değildir (duyusal sinirlerin "serbest" kısımları).

İnsanlarda duyu sisteminin yapısı için 4 Model (Kaynak: Shigeru23, Wikimedia Commons)

Bu reseptörler, uyaranın kaynağına bağlı olarak, dış alıcılar, propriyoseptörler ve ara alıcılar olarak sınıflandırılır.

Dış alıcılar vücut yüzeyine daha yakındır ve çevreleyen ortamı "algılar". Birkaç tür vardır: örneğin sıcaklığı, dokunuşu, basıncı, acıyı, ışığı ve sesi, tat ve kokuyu algılayanlar.

Propriyoseptörler, uzay ve hareketle ilgili uyaranların merkezi sinir sistemine iletilmesinde uzmanlaşırken, interoseptörler vücut organlarında üretilen duyusal sinyalleri göndermekle görevlidir.

Dış alıcılar

Bu grupta, sırasıyla dokunmaya, sıcaklığa ve ağrıya tepki verebilen mekanik alıcılar, termoreseptörler ve nosiseptörler olarak bilinen üç tür özel reseptör vardır.

İnsanlarda, termoreseptörler 2 ° C'lik sıcaklık farklılıklarına cevap verme yeteneğine sahiptir ve ısı reseptörleri, soğuk reseptörler ve sıcaklığa duyarlı nosiseptörler olarak alt sınıflandırılırlar.

- Isı reseptörleri doğru bir şekilde tanımlanmamıştır, ancak bunların, artan sıcaklığa tepki verebilen "çıplak" sinir lifi uçlarına (miyelinli olmayan) karşılık geldiği düşünülmektedir.

- Soğuk termoreseptörler, dallanan ve esas olarak epidermiste bulunan miyelinli sinir uçlarından kaynaklanır.

- Nosiseptörler mekanik, termal ve kimyasal strese bağlı ağrıya yanıt verme konusunda uzmanlaşmıştır; Bunlar, epidermiste dallanmış miyelinli sinir lifi uçlarıdır.

Hayvanlarda termoreseptörler

İnsanlar kadar hayvanlar da çevrelerindeki ortamı algılamak için farklı reseptör türlerine bağımlıdır. İnsanların termoreseptörleri ile bazı hayvanlarınki arasındaki fark, hayvanların genellikle hem termal hem de mekanik uyaranlara yanıt veren reseptörlere sahip olmasıdır.

Balıkların ve amfibilerin, bazı kedigillerin ve maymunların hem mekanik hem de termal uyarılmaya (yüksek veya düşük sıcaklıklar nedeniyle) tepki verebilen bazı reseptörleri bu şekildedir.

Omurgasız hayvanlarda, termal reseptörlerin olası varlığı deneysel olarak da gösterilmiştir, ancak, termal bir etkiye verilen basit bir fizyolojik yanıtı, belirli bir reseptör tarafından oluşturulan tepkiden ayırmak her zaman kolay değildir.

Spesifik olarak, "kanıt" birçok böceğin ve bazı kabukluların çevrelerindeki termal değişiklikleri algıladıklarını gösterir. Sülükler ayrıca sıcak kanlı konakçıların varlığını tespit etmek için özel mekanizmalara sahiptir ve bunun kanıtlandığı yerde eklembacaklı olmayan tek omurgasızlardır.

Benzer şekilde, çeşitli yazarlar, sıcakkanlı hayvanların bazı ektoparazitlerinin civardaki konukçularının varlığını tespit edebilme olasılığına dikkat çekiyorlar, ancak bu çok fazla araştırılmamış.

Bazı yılan türleri ve kan emen bazı yarasalar (kanla beslenenler) gibi omurgalılarda, sıcakkanlı avları tarafından yayılan "kızılötesi" termal uyaranlara yanıt verebilen kızılötesi reseptörler vardır.

Kan emen ("vampir") yarasanın fotoğrafı (Kaynak: Ltshears, Wikimedia Commons)

"Vampir" yarasalar onları yüzlerinde tutar ve yiyecek görevi gören toynaklıların varlığını belirlemelerine yardımcı olurken, bu arada "ilkel" boalar ve bazı zehirli krotalin türleri ciltlerinde bulunur ve bunlar serbest sinir uçlarıdır. onlar dallanır.

Nasıl çalışırlar?

Termoreseptörler tüm hayvanlarda aşağı yukarı aynı şekilde çalışırlar ve bunu esas olarak bir parçası oldukları organizmaya çevre sıcaklığının ne olduğunu söylemek için yaparlar.

Tartışıldığı gibi, bu reseptörler aslında sinir terminalleridir (sinir sistemine bağlı nöronların uçları). Bu elektrik sinyalleri sadece birkaç milisaniye sürer ve frekansları büyük ölçüde ortam sıcaklığına ve ani sıcaklık değişikliklerine maruz kalmaya bağlıdır.

Sabit sıcaklık koşulları altında, cildin termoreseptörleri sürekli aktiftir ve beyne gerekli fizyolojik tepkileri üretmek için sinyaller gönderir. Yeni bir uyaran alındığında, süresine bağlı olarak kalıcı olabilecek veya olmayabilecek yeni bir sinyal üretilir.

Isıya duyarlı iyon kanalları

Termal algılama, memelilerin derisindeki periferik sinirlerin sinir uçlarındaki termoreseptörlerin aktivasyonu ile başlar. Termal uyaran, uyaranın algılanması ve iletilmesi için gerekli olan akson terminallerindeki sıcaklığa bağlı iyon kanallarını etkinleştirir.

Bu iyon kanalları, "ısıya duyarlı iyon kanalları" olarak bilinen bir kanal ailesine ait proteinlerdir ve keşifleri, termal algılama mekanizmasının daha derinlemesine aydınlatılmasına izin vermiştir.

Isıya duyarlı iyon kanallarının ifadesine bağlı olarak soğuğa veya sıcağa tepki veren sinirlerin moleküler kimliği (Kaynak: David D.McKemy, Wikimedia Commons aracılığıyla)

Görevi, kalsiyum, sodyum ve potasyum gibi iyonların termal reseptörlere ve bu reseptörlerden akışını düzenlemektir, bu da beyne bir sinir uyarısı ile sonuçlanan bir aksiyon potansiyelinin oluşumuna yol açmaktır.

Bitkilerdeki termoreseptörler

Bitkiler için, çevrede meydana gelen herhangi bir termal değişikliği tespit edebilmek ve bir yanıt verebilmek de önemlidir.

Bitkilerde termal algı üzerine yapılan bazı araştırmalar, fidelerin filizlenmesi ve gelişimi gibi yüksek bitkilerde çoklu fizyolojik süreçlerin kontrolüne de katılan fitokrom adı verilen proteinlere bağlı olduğunu ortaya koymuştur. çiçeklenme vb.

Fitokromlar, bitkilerin maruz kaldığı radyasyon türünün belirlenmesinde önemli bir rol oynar ve doğrudan ışık altında (yüksek oranda kırmızı ve mavi ışıkla) açılan veya kapanan moleküler "anahtarlar" olarak işlev görebilir. gölgede (yüksek oranda “uzak kırmızı” radyasyon).

Aktif (Pr) ve inaktif (Pfr) bir fitokromun şematik gösterimi (Kaynak: Bengt A. Lüers - BiGBeN_87_de, Wikimedia Commons aracılığıyla)

Bazı fitokromların aktivasyonu, bu işlemlerde yer alan genler için transkripsiyon faktörleri olarak hareket ederek "kompakt" büyümeyi destekler ve uzamayı engeller.

Bununla birlikte, bazı durumlarda fitokromların aktivasyonunun veya inaktivasyonunun radyasyondan (kırmızı veya uzak kırmızı ışık) bağımsız olabileceği kanıtlanmıştır. sıcaklık.

Yüksek sıcaklıklar, bazı fitokromların hızlı inaktivasyonunu teşvik ederek, bunların transkripsiyon faktörleri olarak çalışmayı bırakmalarına neden olarak uzama ile büyümeyi teşvik eder.

Referanslar

1. Brusca, RC ve Brusca, GJ (2003). Omurgasızlar (No. QL 362. B78 2003). Basingstoke.
2. Feher, JJ (2017). Nicel insan fizyolojisi: bir giriş. Akademik basın.
3. Hensel, H. (1974). Termoreseptörler. Yıllık fizyoloji incelemesi, 36 (1), 233-249.
4. Kardong, KV (2002). Omurgalılar: karşılaştırmalı anatomi, işlev, evrim. New York: McGraw-Hill.
5. M. Legris, C. Klose, ES Burgie, CCR Rojas, M. Neme, A. Hiltbrunner, PA Wigge, E. Schafer, RD Vierstra, JJ Casal. Fitokrom B, Arabidopsis'te ışık ve sıcaklık sinyallerini birleştirir. Science, 2016; 354 (6314): 897
6. Rogers, K., Craig, A. ve Hensel, H. (2018). Encyclopaedia Britannica. 4 Aralık 2019 tarihinde www.britannica.com/science/thermoreception/Properties-of-thermoreceptors adresinden erişildi.
7. Zhang, X. (2015). Moleküler sensörler ve ısıl algılama modülatörleri. Kanallar, 9 (2), 73-81.