درسنامه کامل زیست شناسی یازدهم فصل 2 حواس

برای درک عمیق این موضوع، گیرنده حسی را مانند یک «مترجم» تصور کن. دنیای بیرون با زبان‌های مختلفی (مثل نور، صدا، گرما و مواد شیمیایی) با بدن ما صحبت می‌کند، اما مغز ما فقط یک زبان را می‌فهمد: زبان پیام‌های عصبی (جریان الکتریکی).

تعریف علمی: گیرنده حسی در واقع یک یاخته (سلول) یا حتی بخشی از یک یاخته است که اثر محرک‌های محیطی را دریافت کرده و آن را به پیام عصبی تبدیل می‌کند.

انواع محرک‌ها: صدا، فشار، اکسیژن، گرما و نور نمونه‌هایی از این محرک‌ها هستند که هر کدام گیرنده ویژه و تخصصی خود را در بدن تحریک می‌کنند.

با وجود گستردگی گیرنده‌ها، می‌توانیم آن‌ها را در پنج دسته کلی و بسیار مهم طبقه‌بندی کنیم:

1 گیرنده‌های مکانیکی (حساس به فشار، کشش و ارتعاش)

2 گیرنده‌های شیمیایی (حساس به غلظت مواد، بو و مزه)

3 گیرنده‌های دمایی (حساس به تغییرات گرما و سرما)

4 گیرنده‌های نوری (حساس به فوتون‌های نور)

5 گیرنده‌های درد (حساس به آسیب‌های بافتی)

اینجا دقیقاً همان جایی است که باید عمیق فکر کنی! یک اتفاق فیزیکی یا شیمیایی چگونه تبدیل به الکتریسیته (پیام عصبی) در بدن می‌شود؟

راز اصلی در غشای سلول است: عوامل مختلفی مثل تغییر شکل فیزیکی (در اثر فشار)، مواد شیمیایی و یا تغییرات دما، باعث می‌شوند میزان نفوذپذیری غشای گیرنده به یون‌ها تغییر کند.

تغییر پتانسیل الکتریکی: با تغییر نفوذپذیری، یون‌ها (مانند سدیم و پتاسیم) جابه‌جا می‌شوند و در نتیجه پتانسیل الکتریکی غشای گیرنده تغییر می‌کند. این تغییر پتانسیل، همان جرقه اولیه برای ایجاد پیام عصبی است.

برای درک بهتر، در عکس زیر گیرنده فشار پوست زیر ذره‌بین برده شده است.

ساختار گیرنده فشار:

این گیرنده در واقع انتهای دارینه (دندریت) یک نورون حسی است.

این انتهای دارینه‌ای لخت نیست؛ بلکه درون یک پوشش چندلایه و انعطاف‌پذیر از جنس بافت پیوندی قرار گرفته است.

مراحل گام‌به‌گام ایجاد پیام در گیرنده فشار:

1 ورود محرک: نیروی مکانیکی (فشار) به پوست وارد می‌شود.

2 تغییر شکل: پوشش بافت پیوندی فشرده شده و رشته دارینه درون آن را تحت فشار قرار داده و تغییر شکل می‌دهد.

3 باز شدن دروازه‌ها: این تغییر شکل فیزیکی باعث می‌شود کانال‌های یونی موجود در غشای گیرنده (دارینه) باز شوند.

4 تولید پیام: با ورود و خروج یون‌ها، پتانسیل الکتریکی غشا تغییر کرده و پیام عصبی در دارینه ایجاد می‌شود.

6 مخابره: پیام عصبی ایجاد شده از طریق نورون حسی به دستگاه عصبی مرکزی (مغز و نخاع) ارسال می‌شود تا پردازش گردد.

برای درک این مفهوم، تصور کن وارد اتاقی می‌شوی که بوی غذا یا عطر خاصی در آن می‌آید.

آیا تا به حال توجه کرده‌ای که پس از گذشت مدتی، دیگر آن بو را احساس نمی‌کنی؟

در این حالت، نه مولکول‌های بودار در محیط کم شده‌اند و نه گیرنده‌های بویایی تو از کار افتاده‌اند.

از نظر علمی، وقتی گیرنده‌های حسی برای مدتی در معرض یک «محرک ثابت» قرار می‌گیرند، پیام عصبی کمتری ایجاد می‌کنند یا حتی ممکن است اصلاً پیامی ارسال نکنند.

ما به این پدیده شگفت‌انگیز زیستی، سازش گیرنده‌ها می‌گوییم.

این پدیده باعث می‌شود اطلاعات کمتری به سمت مغز ارسال شود.

در نتیجه این فیلتر شدن پیام‌های تکراری، مغز فرصت پیدا می‌کند تا اطلاعات مهم‌تر و تغییرات جدید محیطی را با دقت بیشتری پردازش کند.

این بخش برای تحلیل و پاسخ‌گویی به سوالات بسیار کلیدی است! گیرنده‌های حس درد سازش پیدا نمی‌کنند.

دلیل این عدم سازش بسیار هوشمندانه است؛ درد در واقع یک سازوکار حفاظتی برای بدن ماست.

عدم سازش گیرنده‌های درد کمک می‌کند تا زمانی که محرک آسیب‌رسان (مثل بریدگی، سرمای شدید یا لاکتیک اسید) وجود دارد، فرد از وجود آن مطلع بماند و برای برطرف کردن عامل ایجاد درد واکنش مناسب نشان دهد.

این حواس اندام مخصوص و متمرکزی ندارند، بلکه گیرنده‌های آن‌ها در بخش‌های مختلف بدن مثل پوست، ماهیچه‌های اسکلتی و زردپی‌ها پراکنده شده‌اند.

ساختار گیرنده‌های حواس پیکری چگونه است؟ این گیرنده‌ها عموماً به دو شکل دیده می‌شوند:

انتهای دارینه (دندریت) آزاد: بدون هیچ پوششی هستند، مانند گیرنده‌های درد یا گیرنده دما.

انتهای دارینه درون پوشش پیوندی: دارینه درون کپسولی از بافت پیوندی قرار دارد، مانند گیرنده فشار در پوست.

انواع حواس پیکری:

حواس پیکری شامل چهار حس اصلی زیر هستند:

1 حس تماس (گیرنده‌های مکانیکی):

با تماس، فشار یا ارتعاش تحریک می‌شوند.

تعداد آن‌ها در همه جای پوست یکسان نیست؛ مثلاً در نوک انگشتان و لب‌ها تجمع بیشتری دارند و به همین دلیل این نواحی حساس‌ترند.

2 حس دما:

این گیرنده‌ها (که انتهای دارینه آزاد هستند) در پوست و همچنین بخش‌های درونی بدن مثل برخی سیاهرگ‌های بزرگ قرار دارند.

گیرنده‌های درونی به تغییرات دمای درون بدن، و گیرنده‌های پوستی به تغییرات دمای سطح بدن (سرما و گرما) حساس‌اند.

3 حس وضعیت (گیرنده‌های مکانیکی):

به مغز اطلاع می‌دهند که قسمت‌های مختلف بدن هنگام حرکت یا سکون نسبت به هم چه وضعیتی دارند.

محل قرارگیری آن‌ها در ماهیچه‌های اسکلتی، زردپی‌ها و کپسول پوشاننده مفصل‌ها است.

آن‌ها به «کشیده شدن» حساس‌اند؛ مثلاً با حرکت دست، گیرنده‌های درون ماهیچه کشیده شده و تحریک می‌شوند.

4 حس درد:

این گیرنده‌ها انتهای دارینه آزاد هستند و در پوست و دیواره سرخرگ‌ها یافت می‌شوند.

به آسیب‌های بافتی (عوامل مکانیکی مثل بریدگی، سرما/گرمای شدید و مواد شیمیایی مثل لاکتیک اسید) پاسخ می‌دهند و سازش پیدا نمی‌کنند.

برخلاف حواس پیکری که پراکنده بودند، گیرنده‌های حواس ویژه در «اندام‌های حسی ویژه‌ای» متمرکز شده‌اند و ساختارهای بسیار تخصصی‌تری دارند.

این حواس شامل ۵ دسته هستند:

1 بینایی: (گیرنده‌های نوری مستقر در چشم)

2 شنوایی: (گیرنده‌های مکانیکی مستقر در گوش)

3 تعادل: (گیرنده‌های مکانیکی مستقر در بخش دهلیزی گوش)

4 بویایی: (گیرنده‌های شیمیایی مستقر در سقف حفره بینی)

5 چشایی: (گیرنده‌های شیمیایی مستقر در جوانه‌های چشایی روی زبان)