THERMORECEPTORS: PADA MANUSIA, HAIWAN, TUMBUH-TUMBUHAN - BIOLOGI - 2025

The thermoreceptors adalah mereka reseptor yang mempunyai banyak organisma hidup perceiving segi rangsangan sekitar. Mereka bukan hanya binatang biasa, kerana tanaman juga perlu mendaftarkan keadaan persekitaran yang mengelilinginya.

Pengesanan atau persepsi suhu adalah salah satu fungsi deria yang paling penting dan sering penting untuk kelangsungan hidup spesies, kerana ia memungkinkan mereka untuk bertindak balas terhadap perubahan terma yang khas dari persekitaran di mana mereka berkembang.

Crotalus willardi, dengan salah satu daripada dua lubang kranial khas (termoreceptor) yang dapat dilihat antara hidung dan mata. Robert S. Simmons.

Kajiannya merangkumi bahagian penting dari fisiologi deria dan, pada haiwan, ia bermula sekitar tahun 1882, berkat eksperimen yang dapat mengaitkan sensasi termal dengan rangsangan setempat yang sensitif pada kulit manusia.

Pada manusia ada termo reseptor yang cukup spesifik sehubungan dengan rangsangan termal, tetapi ada juga yang merespon rangsangan "sejuk" dan "panas", serta beberapa bahan kimia seperti capsaicin dan menthol (yang menghasilkan rangsangan serupa). kepada sensasi panas dan sejuk).

Di banyak haiwan, termoreseptor juga bertindak balas terhadap rangsangan mekanikal dan beberapa spesies menggunakannya untuk mendapatkan makanan mereka.

Bagi tanaman, kehadiran protein yang dikenali sebagai fitokrom sangat penting untuk persepsi terma dan tindak balas pertumbuhan yang berkaitan dengannya.

Thermoreceptors pada manusia

Manusia, seperti haiwan mamalia lain, memiliki serangkaian reseptor yang memungkinkan mereka berhubungan dengan lingkungan dengan lebih baik melalui apa yang disebut sebagai "indera khas".

"Reseptor" ini tidak lebih dari bahagian akhir dendrit yang bertugas untuk melihat rangsangan persekitaran yang berbeza dan menghantar maklumat sensori tersebut ke sistem saraf pusat (bahagian "bebas" saraf deria).

4 Model untuk struktur sistem deria pada manusia (Sumber: Shigeru23 melalui Wikimedia Commons)

Reseptor ini dikelaskan, bergantung kepada sumber rangsangan, sebagai exteroceptor, proprioceptors dan interoceptor.

Exteroceptors lebih dekat ke permukaan badan dan "merasakan" persekitaran di sekitarnya. Terdapat beberapa jenis: contohnya yang merasakan suhu, sentuhan, tekanan, kesakitan, cahaya dan suara, rasa dan bau, misalnya.

Proprioceptors mengkhususkan diri dalam transmisi rangsangan yang berkaitan dengan ruang dan pergerakan ke arah sistem saraf pusat, sementara itu interoceptor bertugas menghantar isyarat deria yang dihasilkan di dalam organ tubuh.

Alat pemadam

Dalam kumpulan ini terdapat tiga jenis reseptor khas yang dikenali sebagai mekanoreceptor, thermoreceptors dan nociceptors, yang masing-masing mampu bertindak balas terhadap sentuhan, suhu dan kesakitan.

Pada manusia, termoreseptor mempunyai kemampuan untuk bertindak balas terhadap perbezaan suhu 2 ° C dan diklasifikasikan menjadi reseptor haba, reseptor sejuk, dan nociceptor sensitif suhu.

- Reseptor haba belum dikenal pasti dengan betul, tetapi dianggap sesuai dengan ujung gentian saraf "telanjang" (tidak mielinat) yang mampu bertindak balas terhadap peningkatan suhu.

- Thermoreceptor sejuk timbul dari ujung saraf myelinated yang bercabang dan dijumpai terutamanya di epidermis.

- Nociceptors khusus dalam menangani kesakitan kerana tekanan mekanikal, terma dan kimia; Ini adalah ujung serat saraf myelinated yang bercabang di epidermis.

Thermoreceptors pada haiwan

Haiwan, dan juga manusia, bergantung pada pelbagai jenis reseptor untuk melihat persekitaran di sekitarnya. Perbezaan antara reseptor terma manusia berbanding dengan beberapa haiwan adalah bahawa haiwan sering mempunyai reseptor yang bertindak balas terhadap rangsangan termal dan mekanikal.

Begitulah keadaan beberapa reseptor pada kulit ikan dan amfibi, dari beberapa kucing dan monyet, yang mampu bertindak balas terhadap rangsangan mekanikal dan terma (kerana suhu tinggi atau rendah).

Pada haiwan invertebrata, kemungkinan adanya reseptor termal juga telah ditunjukkan secara eksperimen, namun, memisahkan tindak balas fisiologi sederhana terhadap kesan terma daripada tindak balas yang dihasilkan oleh reseptor tertentu tidak selalu mudah.

Secara khusus, "bukti" menunjukkan bahawa banyak serangga dan beberapa krustasea merasakan variasi termal di persekitaran mereka. Lintah juga mempunyai mekanisme khas untuk mengesan kehadiran tuan rumah berdarah panas dan satu-satunya invertebrata bukan arthropod di mana ini telah ditunjukkan.

Begitu juga, beberapa penulis menunjukkan kemungkinan bahawa beberapa ektoparasit haiwan berdarah panas dapat mengesan kehadiran inangnya di sekitarnya, walaupun ini belum banyak dipelajari.

Pada vertebrata seperti beberapa spesies ular dan kelawar penghisap darah tertentu (yang memakan darah), ada reseptor inframerah yang mampu bertindak balas terhadap rangsangan termal "inframerah" yang dipancarkan oleh mangsa berdarah panas mereka.

Gambar kelawar penghisap darah ("vampire") (Sumber: Ltshears via Wikimedia Commons)

Kelawar "vampire" memakaikannya di wajah mereka dan menolong mereka menentukan kehadiran ungulat yang berfungsi sebagai makanan, sementara boas "primitif" dan beberapa spesies crotaline beracun memilikinya di kulit mereka dan ini adalah ujung saraf bebas yang mereka bercabang.

Bagaimana mereka berfungsi?

Thermoreceptors berfungsi dengan cara yang hampir sama pada semua haiwan dan mereka melakukannya pada dasarnya untuk memberitahu organisma di mana mereka adalah bahagian berapa suhu sekitarnya.

Seperti yang telah dibincangkan, reseptor ini sebenarnya adalah terminal saraf (hujung neuron yang bersambung dengan sistem saraf). Isyarat elektrik yang dihasilkan hanya beberapa milisaat dan kekerapannya sangat bergantung pada suhu persekitaran dan pendedahan kepada perubahan suhu secara tiba-tiba.

Dalam keadaan suhu yang berterusan, termoreceptor kulit sentiasa aktif, menghantar isyarat ke otak untuk menghasilkan tindak balas fisiologi yang diperlukan. Apabila rangsangan baru diterima, isyarat baru dihasilkan, yang mungkin atau mungkin tidak bertahan, bergantung pada jangka masa.

Saluran ion sensitif haba

Persepsi termal bermula dengan pengaktifan termoreceptor pada ujung saraf saraf periferal pada kulit mamalia. Rangsangan termal mengaktifkan saluran ion yang bergantung pada suhu di terminal akson, yang penting untuk persepsi dan penghantaran rangsangan.

Saluran ion ini adalah protein yang tergolong dalam keluarga saluran yang dikenali sebagai "saluran ion sensitif haba" dan penemuannya telah memungkinkan mekanisme persepsi termal dijelaskan dengan lebih mendalam.

Identiti molekul saraf yang bertindak balas terhadap sejuk atau panas bergantung pada ekspresi saluran ion sensitif panas (Sumber: David D. McKemy melalui Wikimedia Commons)

Tugasnya adalah untuk mengatur aliran ion seperti kalsium, natrium, dan kalium, ke dan dari reseptor termal, yang membawa kepada pembentukan potensi tindakan yang menghasilkan dorongan saraf ke otak.

Thermoreceptors pada tumbuhan

Bagi tanaman juga penting untuk dapat mengesan perubahan terma yang berlaku di persekitaran dan mengeluarkan tindak balas.

Beberapa penyelidikan mengenai persepsi termal pada tanaman telah mendedahkan bahawa ia sering bergantung pada protein yang disebut fitokrom, yang juga berpartisipasi dalam pengendalian beberapa proses fisiologi pada tanaman yang lebih tinggi, di antaranya percambahan dan pengembangan anak benih, berbunga, dll.

Fitookrom memainkan peranan penting dalam menentukan jenis tanaman radiasi yang dikenakan dan mampu bertindak sebagai "suis" molekul yang menyala di bawah cahaya langsung (dengan sebilangan besar cahaya merah dan biru), atau yang mematikan di tempat teduh (bahagian tinggi sinaran "jauh merah").

Perwakilan skematik fitokrom aktif (Pr) dan tidak aktif (Pfr) (Sumber: Bengt A. Lüers - BiGBeN_87_de melalui Wikimedia Commons)

Pengaktifan beberapa fitokrom mendorong pertumbuhan "padat" dan menghalang pemanjangan dengan bertindak sebagai faktor transkripsi untuk gen yang terlibat dalam proses ini.

Namun, telah terbukti bahwa, dalam beberapa kasus, pengaktifan atau pengaktifan fitokrom dapat terbebas dari radiasi (cahaya merah atau merah jauh), yang dikenal sebagai "reaksi pembalikan gelap", yang kelajuannya bergantung pada suhu.

Suhu tinggi mendorong ketidakaktifan beberapa fitokrom yang cepat, menyebabkan mereka berhenti berfungsi sebagai faktor transkripsi, yang mendorong pertumbuhan dengan pemanjangan.

Rujukan

1. Brusca, RC, & Brusca, GJ (2003). Invertebrata (No. QL 362. B78 2003). Basingstoke.
2. Feher, JJ (2017). Fisiologi manusia kuantitatif: pengenalan. Akhbar akademik.
3. Hensel, H. (1974). Penerima termor. Ulasan tahunan fisiologi, 36 (1), 233-249.
4. Kardong, KV (2002). Vertebrata: anatomi perbandingan, fungsi, evolusi. 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 mengintegrasikan isyarat cahaya dan suhu di Arabidopsis. Sains, 2016; 354 (6314): 897
6. Rogers, K., Craig, A., & Hensel, H. (2018). Ensiklopedia Britannica. Diakses pada 4 Disember 2019, di www.britannica.com/science/thermoreception/Properties-of-thermoreceptors
7. Zhang, X. (2015). Sensor molekul dan modulator termoreception. Saluran, 9 (2), 73-81.