Recettori sensoriali
I recettori sensoriali sono strutture
specializzate che convertono gli stimoli ambientali in segnali
elettrici che possono essere interpretati dal sistema nervoso.
Questi recettori sono fondamentali per la nostra capacità di
percepire e interagire con l'ambiente circostante.
Classificazione
dei recettori sensoriali
I recettori sensoriali possono essere
classificati in diversi modi:
- In base al tipo di stimolo che rilevano:
● Meccanocettori:
rilevano stimoli meccanici come pressione, tatto e vibrazione.
● Termocettori: rilevano cambiamenti di temperatura.
● Nocicettori:
rilevano stimoli dolorosi.
● Fotocettori: rilevano la luce.
● Chemocettori: rilevano sostanze chimiche (responsabili del gusto
e dell'olfatto).
- In base alla loro struttura:
● Cellule sensoriali primarie: sono
neuroni specializzati che generano direttamente potenziali
d'azione in risposta a uno stimolo.
● Cellule sensoriali
secondarie: sono cellule epiteliali specializzate che non
generano potenziali d'azione ma rilasciano neurotrasmettitori
che stimolano i neuroni sensoriali.
● Terminazioni nervose
libere: sono le estremità di neuroni sensoriali che si trovano
nella cute e in altri tessuti.
- In base alla loro capacità di adattamento:
● Recettori fasici:
si adattano rapidamente allo stimolo e smettono di rispondere se
lo stimolo persiste.
● Recettori tonici: si adattano lentamente
e continuano a rispondere anche se lo stimolo persiste.
Funzionamento dei recettori sensoriali
Il funzionamento dei
recettori sensoriali può essere riassunto in questi passaggi:
- Ricezione dello stimolo:
● Il recettore rileva uno stimolo
specifico dall'ambiente.
- Trasduzione:
● Lo stimolo viene convertito in un segnale
elettrico, generalmente un cambiamento nel potenziale di
membrana della cellula recettrice.
- Generazione del potenziale generatore:
● Il cambiamento nel
potenziale di membrana produce un potenziale generatore, che è
un segnale graduato (la sua ampiezza varia in base all'intensità
dello stimolo).
- Generazione del potenziale d'azione:
● Se il potenziale generatore
è sufficientemente forte, può innescare un potenziale d'azione
nel neurone sensoriale associato.
- Trasmissione del segnale:
● Il potenziale d'azione viene trasmesso
lungo il neurone sensoriale fino al sistema nervoso centrale.
Adattamento sensoriale
L'adattamento sensoriale è un fenomeno
per cui i recettori sensoriali diventano meno sensibili a uno
stimolo costante o ripetuto.
Questo processo permette di rimanere sensibili a nuovi stimoli e
cambiamenti nell'ambiente.
Ci sono due tipi principali di
adattamento:
● Adattamento rapido: Tipico dei recettori fasici,
che rispondono rapidamente a un nuovo stimolo ma poi smettono di
rispondere se lo stimolo persiste.
● Adattamento lento: Tipico
dei recettori tonici, che continuano a rispondere a uno stimolo
persistente ma con una frequenza di scarica che diminuisce
gradualmente nel tempo.
Importanza dei recettori sensoriali
I recettori sensoriali sono
cruciali per la sopravvivenza.
Permettono di:
● Percepire e interagire con l'ambiente
circostante.
● Evitare pericoli.
● Regolare le funzioni corporee (per esempio, regolare la temperatura
corporea).
● Comunicare e interagire socialmente.
Potenziale di recettore e potenziale d'azione
Il potenziale di
recettore e il potenziale d'azione sono due tipi di segnali
elettrici fondamentali nella trasmissione delle informazioni sensoriali.
Potenziale di recettore
Il potenziale di recettore (anche
potenziale generatore) è un cambiamento nel potenziale di
membrana di una cellula sensoriale in risposta a uno stimolo.
Può essere:
- Graduato, se l'ampiezza del potenziale di recettore varia in base
all'intensità dello stimolo.
- Locale, se si verifica nel sito di stimolazione e non si propaga
lungo la cellula.
- Depolarizzante o iperpolarizzante, se può rendere la membrana più
positiva (depolarizzazione) o più negativa (iperpolarizzazione),
in base al tipo di recettore e dello stimolo.
- Durata variabile: Può durare per tutto il tempo in cui lo
stimolo è presente.
- Sommazione (azione ripetitiva a brevi intervalli di uno stimolo): Potenziali di recettore multipli possono sommarsi,
aumentando la probabilità di generare un potenziale d'azione.
Processo di generazione del potenziale di recettore:
- Lo stimolo (chimico, luminoso, ecc.) interagisce con
il recettore.
- Questa interazione causa l'apertura o la chiusura di canali
ionici specifici nella membrana della cellula recettrice.
- Il flusso di ioni attraverso questi canali altera il potenziale
di membrana, generando il potenziale di recettore.
Potenziale
d'azione
Il potenziale d'azione è un rapido cambiamento nel
potenziale di membrana che si propaga lungo l'assone di un
neurone.
Caratteristiche principali:
- Tutto o nulla:
Una volta raggiunta la soglia, il potenziale
d'azione si verifica con la massima ampiezza o non si verifica
affatto.
- Propagazione:
Si propaga lungo l'assone senza attenuazione.
-
Forma e durata costanti:
La forma e la durata del potenziale
d'azione sono sempre le stesse per un dato neurone.
- Periodo refrattario:
Dopo un potenziale d'azione, c'è un breve
periodo durante il quale è difficile o impossibile generarne un
altro.
- Codifica dell'informazione:
L'intensità dello stimolo è
codificata nella frequenza dei potenziali d'azione, non nella
loro ampiezza.
Fasi del potenziale d'azione:
-. Depolarizzazione:
Apertura rapida dei canali del sodio o del calcio, ingresso
di Na+ o CA++ nella cellula.
-. Ripolarizzazione:
Chiusura dei canali del sodio o del calcio e apertura dei
canali del potassio, uscita di K+ dalla cellula.
-. Iperpolarizzazione:
Breve periodo in cui il potenziale di
membrana è più negativo del potenziale di riposo.
-. Ritorno al potenziale di riposo:
La pompa sodio-potassio
ristabilisce le concentrazioni ioniche normali.
Relazione tra
potenziale di recettore e potenziale d'azione
Il potenziale di recettore e il potenziale d'azione sono strettamente collegati
nel Processo di trasduzione sensoriale:
- Il potenziale di recettore è generato dallo stimolo sensoriale
nella cellula recettrice.
- Se il potenziale di recettore è sufficientemente forte, può
depolarizzare la membrana fino alla soglia di attivazione dei
canali del sodio voltaggio-dipendenti.
- Se la soglia viene raggiunta, si genera un potenziale
d'azione nel neurone sensoriale associato.
- Il potenziale d'azione si propaga lungo l'assone del neurone sensoriale fino al sistema
nervoso centrale.
Importanza nella codifica dell'informazione sensoriale
La combinazione di potenziali di recettore e potenziali
d'azione permette una codifica efficace dell'informazione
sensoriale:
● Intensità dello stimolo:
L'ampiezza del potenziale di
recettore riflette l'intensità dello stimolo.
● Frequenza dei potenziali d'azione:
Potenziali di recettore più ampi generano
potenziali d'azione a frequenza più elevata.
● Durata dello stimolo:
Stimoli prolungati possono mantenere il potenziale di recettore,
generando treni di potenziali d'azione.
● Adattamento:
La diminuzione del potenziale di recettore nel tempo può riflettere
l'adattamento sensoriale.
Recettori tonici e fasici
I recettori sensoriali possono essere classificati in base alla loro capacità di adattamento allo stimolo
in due categorie principali: recettori tonici e recettori fasici.
Questa distinzione è fondamentale per comprendere come il nostro
sistema nervoso elabora le informazioni sensoriali continue e
transitorie.
Recettori tonici
I recettori tonici, anche noti come
recettori a lento adattamento, continuano a rispondere a uno stimolo
persistente, sebbene la frequenza della loro risposta possa
diminuire gradualmente nel tempo.
Caratteristiche principali:
- Risposta prolungata:
Mantengono una risposta continua per tutta la durata dello stimolo.
- Adattamento lento:
La frequenza di scarica diminuisce gradualmente nel tempo, ma non cessa completamente.
- Codifica dell'intensità:
La frequenza di scarica è proporzionale all'intensità dello stimolo.
- Informazioni continue:
Forniscono informazioni su stimoli
persistenti o di lunga durata.
Recettori fasici
I recettori fasici, anche noti come recettori a rapido adattamento,
rispondono rapidamente a un cambiamento dello stimolo ma
smettono di rispondere se lo stimolo persiste.
Caratteristiche
principali:
- Risposta transitoria:
Rispondono principalmente all'inizio e alla fine di uno stimolo.
- Adattamento rapido:
La risposta diminuisce rapidamente o cessa
completamente se lo stimolo persiste.
- Sensibili ai cambiamenti:
Rilevano variazioni nella stimolazione piuttosto che stimoli costanti.
- Informazioni dinamiche:
Forniscono informazioni su cambiamenti
rapidi nell'ambiente.
Funzione dei recettori fasici
I recettori fasici sono fondamentali per rilevare cambiamenti
rapidi nell'ambiente.
Sono essenziali per:
● Percepire il movimento e le vibrazioni
● Rilevare cambiamenti improvvisi nel suono o nella luce
● Avvertire di potenziali pericoli o cambiamenti significativi nell'ambiente
Funzione principale
- Monitoraggio di condizioni stabili
- Rilevamento
di cambiamenti rapidi
