Периферическая осморецепция и рецепторы объема
Периферические чувствительные окончания первыми фиксируют сдвиги осмотических показателей.
Специфические осморецепторы обнаруживаются в тканях языка, стенках кишечника, а также в селезенке и левом предсердии. Классическим экспериментальным подтверждением их наличия и функционирования служит следующий опыт: если пропустить через селезенку животного гипертонический раствор, это рефлекторно вызовет у него значительное увеличение потребления воды.
Поскольку изменение осмотического давления очень часто сопряжено с колебаниями объема циркулирующей крови (ОЦК), параллельно активируются волюморецепторы (рецепторы объема, функционирующие как барорецепторы).
- В артериальном русле они сосредоточены преимущественно в дуге аорты и синокаротидной области.
- В венозном русле основным местом их расположения является правое предсердие.
Передача информации в центральную нервную систему
Информация о состоянии водно-солевого баланса поступает в центральную нервную систему двумя параллельными путями:
- Нервный путь — передача сигналов осуществляется по афферентным нервным волокнам, идущим от периферических осморецепторов и волюморецепторов.
- Гуморальный путь — реализуется через непосредственное воздействие протекающей крови на чувствительные структуры головного мозга.
Ведущим центром интеграции сигналов и регуляции баланса выступают ядра переднего гипоталамуса. Возбуждение нейронов гипоталамуса зависит как от афферентного притока от периферических сенсоров, так и от текущего осмотического состояния крови, непосредственно омывающей эту область мозга.
Клеточный механизм работы центральных осморецепторов
Центральные осморецепторы представляют собой специализированные нейроны, локализованные в супраоптическом и паравентрикулярном ядрах переднего гипоталамуса. Они высокочувствительны к осмотическому давлению крови в прилегающих капиллярах.
Основа механизма их работы — механическая деформация клеточной мембраны и изменение объема внутриклеточных структур. В цитоплазме этих нейронов имеется специфическая вакуоль, размер которой меняется в зависимости от тока воды (гидратации или дегидратации).
- При изотонии (нормальном осмотическом давлении): Наблюдается идеальный баланс обмена водой и ионами между кровеносным капилляром и нейроном. Вакуоли и тело клетки сохраняют средний (нормальный) размер, при этом поддерживается фоновая (базовая) активность — генерация потенциалов действия с оптимальной частотой.
- При гиперосмолярности (увеличении осмотического давления): Концентрация ионов в крови повышена, а содержание воды снижено. Вода по градиенту концентрации выходит из вакуоли в кровеносное русло. Происходит дегидратация клетки, вакуоль сморщивается, объем нейрона уменьшается. Это приводит к снижению частоты генерируемых импульсов (торможению).
- При гипоосмолярности (уменьшении осмотического давления): В крови снижена концентрация ионов и повышено содержание воды. Вещества внутри вакуолей активно притягивают воду из плазмы. Жидкость переходит внутрь нейрона, происходит гидратация клетки. Вакуоль сильно набухает, объем нейрона увеличивается. В результате резко возрастает частота генерации потенциалов действия, рецепторы возбуждаются.
Проводящие пути возбуждения
Сигнал, сформированный центральными осморецепторами гипоталамуса, информирует центральную нервную систему о водно-солевом балансе. Эта информация передается по строгой иерархической цепочке структур:
- Другие ядра гипоталамуса.
- Подкорковые нейроны лимбической системы (обработка сигнала до коры).
- Ретикулярная формация головного мозга (промежуточное звено передачи).
- Эпифиз.
- Кора больших полушарий (высший центр анализа информации).
Для запоминания локализации рецепторов в сердце используйте правило «ОЛ-ВП»: Осморецепторы — Левое предсердие, Волюморецепторы — Правое предсердие.
Вопросы с занятий и экзамена
Что выступает в роли клеточного сенсора в центральном осморецепторе?
В роли сенсора выступает внутриклеточная вакуоль нейрона гипоталамуса. Она набухает или сморщивается в зависимости от осмотического тока воды, механически меняя активность клетки.
Как гиперосмолярная кровь влияет на импульсацию осморецепторов?
При гиперосмолярном состоянии вода выходит из клетки в капилляр. Дегидратация нейрона и сморщивание вакуоли приводят к снижению частоты генерируемых потенциалов действия.
С какой целью в эксперименте пропускали гипертонический раствор через селезенку?
Этот классический опыт доказывает наличие осморецепторов в периферических органах. Локальное введение гипертонического раствора возбуждает рецепторы селезенки и рефлекторно заставляет животное потреблять больше воды.
Что ещё разобрать по теме
- Гуморальный путь передачи информации в гипоталамус
- Функции супраоптического и паравентрикулярного ядер
- Взаимодействие осморецепторов и волюморецепторов
- Роль ретикулярной формации в проведении осмотического сигнала
- Участие коры больших полушарий в формировании чувства жажды
Разберите тему целиком в курсе «Физиология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Осморецепторы и осморецепция» и ещё 4 085 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 106 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Регуляция водно-солевого обмена»
Бесплатные видеоуроки: физиологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.