Рецепторы

Природа наших ощущений

Теперь попытаемся разобраться, как же "работают" отдельные звенья анализаторов, имея в виду опять-таки закономерности, общие для всех сенсорных систем. О частностях речь впереди. Очевидно, что логичнее всего начинать рассмотрение этого вопроса с рецепторов. Несмотря на их очень большое разнообразие по строению, все они выполняют, как это уже отмечалось, одну и ту же функцию - трансформацию энергии раздражителя в процесс нервного возбуждения. Естественно, что, поскольку организм сталкивается с различными видами энергии, постольку различны и механизмы этой трансформации, хотя конечный итог качественно одинаков.

Имеется несколько признаков, по которым классифицируют рецепторы, однако основной из них - это по модальности, то есть по виду энергии раздражителя. С этой точки зрения различают следующие виды рецепторов. Механорецепторы воспринимают механическую энергию; к ним относятся рецепторы тактильной, слуховой, вестибулярной, проприоцептивной (двигательной) и отчасти висцеральной чувствительности. Достаточно широко представлены хеморецепторы - рецепторы обоняния, вкуса, сосудов и внутренних органов. Названная группа, однако, достаточно разнообразна по классу воспринимаемых химических раздражителей: это и углекислый газ, и кислород, и водородные ионы, и практически бесконечный перечень вкусовых и обонятельных воздействий. Можно сразу обратить внимание и еще на одну особенность этих образований: они воспринимают раздражители не только внешней, но и внутренней среды, то есть межклеточной жидкости и плазмы крови. Отдельно говорят об осморецепторах, воспринимающих изменения осмотического давления в межклеточной жидкости. Кроме того, кожный анализатор имеет терморецепторы, реагирующие на тепловую энергию; в зрительном анализаторе имеются фоторецепторы, воспринимающие электромагнитное излучение в видимой части спектра. Это у человека, а у некоторых представителей животного мира имеются электрорецепторы (рецепторные органы системы боковой линии рыб). Иногда выделяют и болевые (или ноцицептивные) рецепторы, хотя по этому поводу и нет единства взглядов, что мы с вами обсудим позже.

Если существует такая "специализация" рецепторов, то означает ли это, что тот или иной воспринимающий прибор способен реагировать только на один вид энергии? Наверное, индивидуальный жизненный опыт читателя позволит на этот вопрос ответить отрицательно. Действительно, разве не вызывает механический удар в глаз ощущение вспышки света (говорят: "Искры из глаз посыпались")? А это и есть следствие раздражения фоторецепторов механической энергией. В лабораторных экспериментальных условиях показано, что любой рецептор можно возбудить весьма разнообразными видами раздражителей, среди которых универсальным является электрический импульс. Однако при этом обращает на себя внимание огромное (на 6-9-12 порядков) различие в количествах энергии, необходимой, чтобы вызвать возбуждение. Вот почему в огромном множестве раздражителей внешнего мира и внутренней среды выделяют так называемый адекватный (то есть соответствующий) для данного рецептора раздражитель, для восприятия которого имеются специфические механизмы. Это и обусловливает чрезвычайно высокую чувствительность рецепторов к "своим", то есть адекватным, раздражителям. И в этом случае уровень чувствительности приближается к теоретически возможному пределу, то есть достаточно буквально нескольких квантов энергии, чтобы вызвать возбуждение в рецепторе.

А теперь рассмотрим в общем виде последовательность процессов, происходящих в начальной части сенсорной системы. Взаимодействие афферентной системы с раздражителем по существу начинается еще до рецептора. У многих анализаторов имеются так называемые вспомогательные структуры, которые выполняют задачу некоторой количественной обработки сигнала; трансформации, перехода в другой вид энергии здесь не происходит. Это, например, роговица, зрачок и хрусталик в зрительном анализаторе; ушная раковина, барабанная перепонка и слуховые косточки в слуховом и тому подобное. Благодаря функциям вспомогательных структур рецепторы защищены от воздействия чрезвычайно сильных или неадекватных раздражителей. Но вместе с тем здесь осуществляется проведение энергии адекватных воздействий, возможно ее концентрирование на единицу площади, возможен несложный анализ, заключающийся в выделении некоторых составных частей раздражителя. За счет вспомогательных структур может происходить понижение или повышение чувствительности сенсорного органа в целом.

В конечном итоге энергия раздражителя достигает рецептирующей клетки, которая содержит субстрат, способный трансформировать эту энергию в биологические процессы. Такими свойствами обладают только рецепторы, и механизмы трансформации оказываются очень различными, но в конечном итоге все они приводят к возникновению своеобразного биоэлектрического феномена - рецепторного потенциала.

Виктор Иванович Шостак, 1983 год