Каково значение болевых рецепторов биология 8 класс кратко
Обновлено: 04.05.2024
:На мою думку гетьман Мазепа завжди був цікавою постаттю для письменників, поетів, істориків та літературознавців. Ця сильна, волелюбна постать в історії прекрасно відображає героя свого часу, а різні події його життя відображають його як бунтаря і як злочинця.
героя могли відчути справжнє кохання.
Треба відзначити деякі важливі моменти щодо героя Мазепи. По – перше, ця постать була дуже сильною, і, незважаючи, на важкі випробування стала гетьманом Україні. По – друге, Мазепа являє собою реальну людину, а не вигаданий персонаж, тобто почуття, емоції та переживання героя відображають життєві ситуації людини.
Ярослав Алексеевич Андреев — кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории нейрорецепторов и нейрорегуляторов отдела молекулярной нейробиологии Института биоорганической химии им. академиков М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова РАН. Научные интересы связаны с поиском и характеристикой модуляторов болевых рецепторов.
Юлия Александровна Логашина — младший научный сотрудник той же лаборатории. Занимается поиском и характеристикой новых лигандов TRPA1 рецептора.
Ксения Игоревна Лубова — студентка биологического факультета Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова. Изучает TRP рецепторы и их модуляторы.
Александр Александрович Василевский — кандидат химических наук, руководитель группы молекулярных инструментов для нейробиологии отдела молекулярной нейробиологии Института биоорганической химии им. академиков М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова РАН. Специалист в области ионных каналов и природных токсинов.
Сергей Александрович Козлов — доктор химических наук, руководитель лаборатории нейрорецепторов и нейрорегуляторов того же отдела. Область научных интересов — белковые рецепторы в нервной системе и их лиганды.
Говорят, что жизнь — это боль. Хотя в этой фразе содержится нечто негативное, связанное с неприятными ощущениями, переживаниями или даже тяжелыми страданиями, не стоит забывать, что боль (ноцицепция) предупреждает нас об опасности — сигнализирует о нарушениях в организме, который немедленно принимается их устранять. Вместе с тем существует и боль, которая приносит только мучения.
Основная причина появления такой боли — сбои в передаче болевых сигналов (нервных импульсов) от чувствительных нейронов к головному мозгу, который и формирует неприятные ощущения. Когда воздействие неопасных стимулов распознающие нейроны расценивают как опасное, развивается состояние, которое называется гиперчувствительностью. И это не всегда плохо, так как в нужный момент она играет важную роль в процессе выздоровления и восстановления организма. Однако бывает и так, что реального повода нет, а гиперчувствительность ведет к изнурительной хронической боли. В таком случае самые обычные безобидные стимулы (легкое прикосновение или тепло) вызывают аллодинию (от греч. άλλος — другой и οδύνη — мучение), а болезненные стимулы — боль еще большей интенсивности, гиперальгезию (от греч. ὑπέρ — сверх- и ἄλγος — боль). Часто аномально интенсивная и нередко хроническая боль, которая изматывает и физиологически, и психологически, а также затрудняет выздоровление, возникает в результате таких заболеваний, как артрит, опоясывающий лишай, СПИД, рак костей и др.
Прежде чем винить в аномалиях чувствительные нейроны (ноцицепторы), которые воспринимают, анализируют и передают болевые сигналы, разберемся, как они работают в здоровом организме и что происходит при патологиях.
Почему так больно?
Болевые сенсоры (или рецепторы) — это мембранные белки, которые распознают физическое или химическое воздействие на мембрану нейрона. При этом они являются катион-селективными ионными каналами, то есть обеспечивают проведение положительно заряженных ионов (натрия, калия, кальция) через клеточную мембрану. Активация рецепторов приводит к открытию катионных каналов и возбуждению чувствительных нейронов — возникновению нервного импульса. Подробнее о наиболее изученных болевых рецепторах мы расскажем ниже.
Описанная схема развития боли сильно упрощена (рис. 1). На самом деле, чтобы разобраться в деталях ноцицепции, ученые исследуют каждый рецептор отдельно в изолированных условиях. Эксперименты проводят на клеточных линиях, в которые методами генной инженерии встраивают гены определенных рецепторов. Расскажем немного об изучении и функциях нескольких наиболее важных болевых рецепторов. Как оказалось, они не всегда ориентированы на распознавание и генерацию болевого сигнала, но вовлечены в регуляцию многих других процессов, поэтому умение корректировать их работу различными лекарственными препаратами поможет лечить разнообразные болезни (рис. 2).
Рис. 2. Заболевания человека, при которых установлена неправильная работа болевых рецепторов
Рецепторы температуры и химических раздражителей
Исследования TRPV1 привели к интенсивному изучению подобных рецепторов. Так, был обнаружен еще один ванилоидный рецептор — TRPV3. Интересно, что он реагирует как на приятное тепло, так и на болезненный жар: активность TRPV3 регистрируется при температуре выше 33°C, причем его ответ сильнее на более высокую температуру и возрастает при повторяющейся тепловой стимуляции. Помимо температуры, этот рецептор также активируется камфорой, едкими экстрактами тимьяна, орегано и гвоздики. TRPV3 — еще один кандидат на роль участника в болевой гиперчувствительности, его активность регулируется медиаторами воспаления. Наконец, он напрямую активируется оксидом азота II (NO) — вторичным мессенджером, обеспечивающим увеличение чувствительности нейронов к стимуляции. Также следует отметить наличие TRPV3 в клетках кожи кератиноцитах, где его активация приводит к выбросу воспалительного медиатора интерлейкина-1, что подчеркивает важную роль этого рецептора в воспалительных заболеваниях кожи [6].
TRP-рецепторы — тетрамеры (рис. 3), то есть образованы четырьмя полипептидными цепочками. При этом могут собираться как гомомеры, то есть рецепторы, сформированные одинаковыми цепочками (например, TRPV1 или TRPV3, описанные выше), так и гетеромеры из разных цепей. Гетеромерные рецепторы (например, построенные из цепочек TRPV1 и TRPV3) обладают различной чувствительностью к тепловым стимулам, пороговая температура их активации лежит между значениями, пороговыми для гомомерных рецепторов.
Основная функция TRPA1 — распознавание химических и воспалительных агентов, и их ассортимент столь велик, что с правильной работой этого рецептора связаны почти все жизненные процессы нашего организма. В дыхательной системе он распознает летучие вредные вещества: слезоточивый газ, озон, альдегиды (акролеин, компоненты корицы), сераорганические соединения (жгучие компоненты горчицы, лука и чеснока), вызывая кашель, чихание и образование слизи. В кишечнике TRPA1 регистрирует присутствие воспалительных агентов. Гиперактивность мочевого пузыря при диабете вызвана активацией этого рецептора акролеином, который накапливается в моче. Выявлено участие TRPA1 в возникновении мигрени под влиянием сигаретного дыма и формальдегида у некоторых людей [11].
Воздействие на рецепторы чувствительных нейронов, участвующие в восприятии температуры, с помощью лекарственных средств приводит к облегчению боли и воспаления. Именно так, не зная о молекулярных мишенях, народная медицина в разное время применяла настойки перца (TRPV1), горчицы (TRPA1), мяты (TRPM8) и гвоздики (TRPV3) для лечения ряда воспалительных заболеваний.
Пуриновые рецепторы
Мы уже упоминали, что организму очень важно знать о повреждении тканей. При травмах, когда нарушается целостность органов и происходит гибель клеток, при ишемии или воспалении в межклеточное пространство попадают молекулы АТФ. Этот кофермент множества реакций обеспечивает энергией многие процессы в клетке; он слишком ценен для функционирования клеток, поэтому редко выбрасывается за их пределы. Восприятие повышения локальной концентрации АТФ осуществляют пуринергические рецепторы (P2X), являющиеся катион-селективными ионными каналами, они запускают болевой ответ, возникающий вследствие разрушения тканей, деформации органов и развития опухолей [12]. Для чувствительных нейронов характерны подтипы P2X2 и P2X3, важная роль последнего в развитии боли при воспалении показана в исследованиях на нокаутных мышах. Также известно, что P2X-рецепторы имеют принципиальное значение для многих физиологических процессов, таких как регуляция тонуса сосудов, вкусовая рецепция и т.д.
Рецепторы кислоты
В отличие от TRP-рецепторов, P2X-рецепторы и ASIC являются тримерами (рис. 3), т.е. собраны из трех полипептидных цепочек. Но точно так же эти рецепторы могут быть гомомерами и гетеромерами, что увеличивает их разнообразие и спектр выполняемых функций.
Как победить боль?
Так что же делать, если мы испытываем боль? Если это боль острая или хроническая, терпеть ее нельзя, и необходимо использовать обезболивающие средства, чтобы вернуть нашу систему ноцицепции в нормальное состояние, а себя — к жизни в самом прямом смысле этого слова. В настоящее время для обезболивания применяется множество лекарственных препаратов различных фармакологических групп. Основное место в этом ряду занимают нестероидные противовоспалительные средства (НПВС), антиконвульсанты и антидепрессанты, а также наркотические анальгетики (морфин и другие опиаты и опиоиды). Имеющиеся в настоящее время анальгетические средства влияют главным образом на пути передачи и распространения боли. Для специфичного регулирования рецепторов боли, описанных выше, пока препаратов на рынке лекарств нет.
Рецепторы чувствительных нейронов представляют собой заманчивую, но сложную мишень для создания лекарств. Препараты, если они обладают хорошей селективностью к этим рецепторам, будут приняты потребителями с большой радостью, так как почти все современные средства ограничены в применении из-за побочных эффектов. Работы по поиску селективных препаратов ведутся, в том числе и в нашей стране, и при благоприятном стечении обстоятельств такие лекарства уже скоро смогут появиться в аптеках. Долгих вам лет жизни без боли!
Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (проект № 14-24-00118).
Литература
1. Palermo N. N., Brown H. K., Smith D. L. Selective neurotoxic action of capsaicin on glomerular C-type terminals in rat substantia gelatinosa // Brain Res. 1981. V. 208. P. 506–510.
2. O’Neill J., Brock C., Olesen A. E. et al. Unravelling the mystery of capsaicin: a tool to understand and treat pain // Pharmacol. Rev. 2012. V. 64. P. 939–971.
3. Andreev Y. A., Vassilevski A. A., Kozlov S. A. Molecules to selectively target receptors for treatment of pain and neurogenic inflammation // Recent Pat. Inflamm. Allergy Drug Discov. 2012. V. 6. P. 35–45.
4. Caterina M. J., Schumacher M. A., Tominaga M. et al. The capsaicin receptor: a heat-activated ion channel in the pain pathway // Nature. 1997. V. 389. P. 816–824.
5. Caterina M. J., Leffler A., Malmberg A. B. et al. Impaired nociception and pain sensation in mice lacking the capsaicin receptor // Science. 2000. V. 288. P. 306–313.
6. Nilius B., Bíró T., Owsianik G. TRPV3: time to decipher a poorly understood family member! // J. Physiol. 2014. V. 592. P. 295–304.
7. Tsavaler L., Shapero M. H., Morkowski S., Laus R. Trp-p8, a novel prostate-specific gene, is up-regulated in prostate cancer and other malignancies and shares high homology with transient receptor potential calcium channel proteins // Cancer Res. 2001. V. 61. P. 3760–3769.
8. McKemy D. D. The molecular and cellular basis of cold sensation // ACS Chem. Neurosci. 2013. V. 4. P. 238–247.
9. Zygmunt P. M., Högestätt E. D. TRPA1 // Handb. Exp. Pharmacol. 2014. V. 222. P. 583–630.
10. Kremeyer B., Lopera F., Cox J. J. et al. A gain-of-function mutation in TRPA1 causes familial episodic pain syndrome // Neuron. 2010. V. 66. P. 671–680.
11. Benemei S., Fusi C., Trevisan G., Geppetti P. The TRPA1 channel in migraine mechanism and treatment // Br. J. Pharmacol. 2014. V. 171. P. 2552–2567.
12. Surprenant A., North R. A. Signaling at purinergic P2X receptors // Annu. Rev. Physiol. 2009. V. 71. P. 333–359.
13. Xiong Z. G., Zhu X. M., Chu X. P. et al. Neuroprotection in ischemia: blocking calcium-permeable acid-sensing ion channels // Cell. 2004. V. 118. P. 687–698.
14. Осмаков Д. И., Андреев Я. А., Козлов С. А. Кислоточувствительные рецепторы и их модуляторы // Успехи биол. химии. 2014. Т. 54. С. 231–266.
15. Andreev Y. A., Kozlov S. A., Koshelev S. G. et al. Analgesic compound from sea anemone Heteractis crispa is the first polypeptide inhibitor of vanilloid receptor 1 (TRPV1) // J. Biol. Chem. 2008. V. 283. P. 23914–23921.
16. Козлов С. А., Андреев Я. А., Мурашев А. Н. и др. Новые полипептидные компоненты с анальгетической активностью из морской анемоны Heteractis crispa // Биоорг. химия. 2009. Т. 35. С. 789–798.
17. Andreev Y. A., Kozlov S. A., Korolkova Y. V. et al. Polypeptide modulators of TRPV1 produce analgesia without hyperthermia // Mar. Drugs. 2013. V. 11. P. 5100–5115.
18. Grishin E. V., Savchenko G. A., Vassilevski A. A. et al. Novel peptide from spider venom inhibits P2X3 receptors and inflammatory pain // Ann. Neurol. 2010. V. 67. P. 680–683.
19. Osmakov D. I., Kozlov S. A., Andreev Y. A. et al. Sea anemone peptide with uncommon β-hairpin structure inhibits acid-sensing ion channel 3 (ASIC3) and reveals analgesic activity // J. Biol. Chem. 2013. V. 288. P. 23116–23127.
20. Gao Y., Cao E., Julius D., Cheng Y. TRPV1 structures in nanodiscs reveal mechanisms of ligand and lipid action // Nature. 2016. V. 534. P. 347–351.
21. Baconguis I., Bohlen C. J., Goehring A. et al. X-ray structure of acid-sensing ion channel 1-snake toxin complex reveals open state of a Na + -selective channel // Cell. 2014. V. 156. P. 717–729.
Дано понятие ноцицептивной боли. Описаны чувствительные нервы, иннервирующие мышцу, расположение болевых рецепторов мышц. Также описаны факторы, приводящие к активации болевых рецепторов мышц: механическая травма, нарушение целостности кровеносных сосудов и мышечных волокон, повышенная концентрация ионов водорода.
Болевые рецепторы мышц (ноцицепторы)
Понятие о ноцицептивной боли
Боль – особый вид чувствительности, связанный с действием патогенного раздражителя и характеризующийся субъективно неприятными ощущениями. Также боль характеризуется существенными изменениями в организме вплоть до серьезных нарушений его жизнедеятельности и даже смерти.
Ноцицептивной называют боль, обусловленную воздействием какого-либо фактора (механическая травма, ожог, воспаление и т.д.) на периферические болевые рецепторы при отсутствии повреждений других отделов нервной системы.
Чувствительные нервы и рецепторы
Нервы, иннервирующие мышцы, помимо двигательных (эфферентных) содержат четыре типа чувствительных (афферентных) волокон. Три типа чувствительных волокон имеют миелиновую оболочку и относятся к волокнам типа A. Четвертый тип чувствительных волокон не имеет миелиновой оболочки. Он относится к чувствительным волокнам типа С (С-волокна). Количество С-волокон в 2,5 раза превышает число миелинизированных волокон.
За болевую чувствительность отвечают чувствительные волокна типа Аδ и С-волокна. Эти волокна возбуждаются только при очень сильной болевой стимуляции. При их блокаде болевая чувствительность полностью исчезает. Окончания волокон Аδ и С представляют собой болевые рецепторы. Эти волокна иннервируют кожу, глубокие ткани, внутренние органы и мышцы.
Расположение болевых рецепторов мышц (ноцицепторов)
Болевые нервные окончания расположены в организме неравномерно. Они, как сетью, покрывают весь кожный покров. В мышцах они присутствуют в меньшем количестве. Болевые рецепторы мышц расположены диффузно между мышечными волокнами, в соединительно-тканных оболочках, окружающих мышечные волокна и мышцу в целом и в области мышечно-сухожильного соединения. Они проводят болевые импульсы от мышцы по Аδ-волокнам и С-волокнам к коре больших полушарий, где повышение импульсной активности от ноцицепторов воспринимается как чувство боли.
Активация ноцицепторов мышц
Мышечные ноцицепторы легко возбуждаются интенсивным повреждающим механическим воздействием. Активацию и повышение чувствительности болевых рецепторов расположенных между мышечными волокнами и в сухожилии могут вызывать разнообразные патофизиологические состояния. Наиболее известный вариант – острая травма.
Активация болевых рецепторов мышц может быть обусловлена не только механическим путем, но и нарушением целостности кровеносных сосудов и мышечных волокон. В результате этого происходит увеличение концентрации в ткани эндогенных веществ, вызывающее повышение чувствительности ноцицепторов. К веществам, вызывающим чувство жжения и боли, относят высокую концентрацию ионов водорода (Н + ). Известно, что при выполнении силовых упражнений, направленных на гипертрофию мышечных волокон в них накапливается лактат и повышается концентрация ионов водорода. Это является одной из причин, вызывающей болезненные ощущения в мышцах.
Рыбы- двухкамерное 1предсердие и 1 желудочек
Земноводные -трехкамерное 2предсердия и 1 желудочек
пресмыкающиеся -трехкамерное 2 предсердия 1 желудочек с неполной перегородкой. У крокодилов сердце 4камерное( 2 предсердия и 2 желудочка)
птицы- четырехкамерное 2 предсердия и 2 желудочка
млекопитающие - 4камерное, 2 предсердия и 2 желудочка
Питание: вода еда
Рост: Быстрый Медленный
(За неск недель) (на неск лет)
Движение: не движутся движутся
Газообмен : осуществляется осущ
Строение клетки: более простое более сложное
Первое после двоеточия- растения, второе-животные
1)3)4) Это связано с прямохождением человека, соответственно давлением на тела позвонков происходит по вертикали у человека, а у обезьяны по горизонтали. Масса позвонков отличается из-за давления верхних отделов и черепа на шейный отдел. Опять таки таз в форме чаши в виду прямохождения, т.к. внутренние органы также давят сверху вниз, а у обезьян они провисают в живот, поэтому у них большие животы.
2) Гребни нужны для крепления мышц, у обязьн развит плечевой пояс, трапецевидная мышца и мышцы шеи за счет частой работы лапами.
Читайте также: