Especificidade do aparelho receptor
Uma das principais propriedades dos receptores é a sua especificidade — a capacidade de reagir com máxima intensidade a determinados estímulos, os chamados estímulos adequados. A alta sensibilidade é impressionante: por exemplo, para que uma pessoa tenha uma sensação nítida de sabor amargo, basta aplicar uma dose infinitesimal de estricnina aos receptores da língua — apenas 0,000005 gramas.
Já em 1840, o fisiologista J. Müller formulou a lei da energia específica dos órgãos dos sentidos. De acordo com essa regra, a qualidade da sensação obtida não depende de forma alguma da natureza física do próprio estímulo. Ela é determinada exclusivamente por qual sistema sensorial foi ativado. Em outras palavras, a natureza da sensação é uma qualidade inata, geneticamente determinada e imutável das estruturas do nosso organismo.
Codificação fisiológica
Para que a informação do receptor seja compreendida pelo cérebro, ela deve ser convertida e transmitida na forma convencional de um código neural. Existem vários tipos principais de codificação:
- Por linha marcada. Este é o principal método de codificação da modalidade sensorial do estímulo. O sinal é transmitido através de uma cadeia isolada de neurônios sensório-específicos estritamente conectados, que vão desde o próprio receptor até o córtex cerebral.
- Por frequência. A transmissão de dados sobre a qualidade do estímulo ocorre através da alteração da frequência média de disparo dos impulsos nervosos. Esta relação não é linear, mas sim logarítmica, e é descrita pela lei de Weber-Fechner.
- Por intervalo. O sinal é codificado pelos intervalos temporais (pausas) entre os impulsos, formando um padrão característico. É interessante notar que isso pode ocorrer mesmo mantendo-se uma frequência média constante de geração de descargas.
- Por regime. Reflete os parâmetros temporais da ação. A informação é transmitida em salvas (rajadas) de impulsos em momentos estritamente definidos: no início do estímulo (on), no seu término (off), em ambos os momentos (on-off) ou de forma contínua durante todo o tempo de ação do estímulo.
- Espacial. Contém informações sobre a extensão e a configuração exata do estímulo atuante. É garantida pela atividade simultânea de um enorme número de receptores que enviam impulsos ao cérebro através de múltiplas fibras aferentes paralelas.
Adaptação e sensibilização
A adaptação representa o processo de alteração da sensibilidade do receptor que ocorre durante a ação contínua e prolongada de um estímulo. Os receptores são capazes de alterar o padrão de sua atividade impulsiva, ajustando-se ao estímulo.
De acordo com a velocidade com que esse processo se desenvolve, os receptores são classificados em:
- De adaptação rápida: geram apenas uma resposta curta a um estímulo rápido.
- De adaptação lenta: continuam respondendo ao estímulo com uma série de impulsos durante todo o tempo de sua ação.
Uma forma especial do processo de adaptação é a sensibilização — um estado em que os limiares de percepção diminuem e a excitabilidade dos receptores aumenta significativamente.
Os mecanismos de adaptação são bastante diversificados e incluem:
- Alterações físicas ou químicas no espaço perirreceptor.
- A dinâmica dos processos físico-químicos intracelulares no próprio receptor.
- Influências regulatórias descendentes provenientes de centros nervosos superiores.
O sistema nervoso autônomo desempenha um papel importante: em particular, a divisão simpática participa do «ajuste» fino do aparelho receptor à ação do estímulo adequado.
Propriedades sistêmicas: mobilidade, confiabilidade e campos
Mobilidade funcional É a capacidade do órgão dos sentidos de responder à estimulação alterando o número de receptores ativos (em funcionamento naquele momento). Essa propriedade reflete a reserva funcional do organismo. O nível de mobilidade não é constante: depende das condições ambientais, do estado atual do organismo e de influências centrais e humorais. O coeficiente de mobilidade funcional é calculado de forma simples: K = (Número de receptores ativos) / (Número total de receptores).
Confiabilidade dos receptores O funcionamento ininterrupto dos sistemas sensoriais é garantido por dois tipos de redundância:
- Redundância funcional: o receptor é capaz de gerar impulsos adicionais e duplicados em sua resposta.
- Redundância morfológica: a presença de vias de comunicação duplicadas provenientes de receptores vizinhos.
Campos receptivos funcionais Chama-se campo receptivo ao conjunto de todos os receptores que ativam um neurônio sensorial específico. Os elementos dentro desse campo não funcionam isoladamente, eles interagem ativamente entre si. Uma das variantes dessa interação é a inibição lateral. Exemplo: após um impacto mecânico brusco na região de um mecanorreceptor cutâneo, os receptores vizinhos do campo podem ser temporariamente inibidos por completo, fazendo com que deixem de responder mesmo aos estímulos limiares (suficientes para a excitação).
Resumo: perguntas e respostas sobre o tema
Quais receptores pertencem aos de adaptação rápida (fásicos) e de adaptação lenta (tônicos)?
Dependendo da velocidade de adaptação, os receptores são divididos em de adaptação rápida e lenta.
- De adaptação rápida: corpúsculos de Pacini, corpúsculos de Meissner e o aparelho do folículo piloso (um estímulo rápido provoca uma resposta curta).
- De adaptação lenta: órgãos tendinosos de Golgi, fusos musculares (proprioceptores), corpúsculos de Merkel e terminações nervosas livres (respondem com uma série de impulsos durante todo o tempo de ação do estímulo).
Como os receptores são classificados de acordo com o mecanismo de geração de excitação (de primeira e segunda ordem)?
Quanto aos mecanismos de funcionamento, os receptores são divididos em receptores primariamente sensíveis e secundariamente sensíveis.
- Receptores primariamente sensíveis — caracterizam-se pela transição direta da irritação em excitação. O potencial receptor surge diretamente na terminação encapsulada da fibra nervosa (por exemplo, corpúsculo de Pacini).
- Receptores secundariamente sensíveis — caracterizam-se pela presença de uma célula mediadora especializada. O potencial receptor surge na célula receptora, que então libera um neurotransmissor que gera um potencial gerador na fibra sensorial (por exemplo, as células ciliadas do órgão de Corti).
Qual é o mecanismo da inibição lateral nos campos receptivos?
O mecanismo da inibição lateral consiste no bloqueio da condução da excitação pelas vias que correm paralelas à via central ativatora.
Durante a ativação das vias aferentes, os interneurônios inibitórios inibem um grupo de neurônios; essa inibição é iniciada pela excitação de um grupo vizinho de neurônios. Nos campos receptivos, os elementos do campo podem interagir entre si, por exemplo, através da inibição lateral. Após um impacto mecânico na região de um mecanorreceptor da pele, os receptores do campo são temporariamente inibidos por completo e não respondem a estímulos limiares.
O significado fisiológico da inibição lateral é garantir a sensibilidade discriminativa: a capacidade de distinguir vários pontos separados em um campo receptivo e aumentar o contraste da percepção.
Questões de aulas e exames
Qual é a essência da lei da energia específica dos órgãos dos sentidos?
A essência da lei formulada por J. Müller consiste no fato de que a qualidade da nossa sensação não depende da natureza do próprio estímulo. Ela é determinada apenas pela «energia específica» inerente ao próprio sistema sensorial.
O que é codificação por linha marcada?
Este é o principal tipo de codificação da modalidade sensorial do estímulo. Consiste na transmissão do sinal através de uma cadeia estritamente isolada de neurônios sensório-específicos conectados — desde o receptor até o córtex cerebral.
O que demonstra o coeficiente de mobilidade funcional?
Mostra a proporção da reserva funcional acionada do órgão dos sentidos e é calculado como a proporção entre o número de receptores em funcionamento ativo e o número total de receptores nessa zona.
Como o sistema nervoso simpático afeta os receptores?
A divisão simpática do sistema nervoso autônomo exerce influências regulatórias, participando do «ajuste» da sensibilidade dos receptores à ação de um estímulo adequado.
O que mais estudar sobre o tema
- Fundamentação matemática da lei de Weber-Fechner e relação logarítmica.
- Mecanismos detalhados da inibição lateral em campos receptivos.
- Diferenças nos mecanismos iônicos de receptores de adaptação rápida e lenta.
- Influência de fatores humorais na mobilidade funcional dos receptores.
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