CHEMORECEPTOREN: CLASSIFICATIE EN CHEMOSENSORISCHE SYSTEMEN - BIOLOGIE - 2026

Een chemoreceptor is een cellulaire sensor die gespecialiseerd is in het detecteren en omzetten van chemische signalen - afkomstig van zowel binnen als buiten het lichaam - in biologische signalen die door de hersenen worden geïnterpreteerd.

Chemoreceptoren zijn verantwoordelijk voor onze reuk- en smaakzintuigen. Deze receptoren nemen deze chemische signalen op en zetten ze om in een signaal voor de hersenen.

De perceptie van geuren wordt gemedieerd door chemoreceptoren.
Bron: pixabay.com

Evenzo worden cruciale biologische functies, zoals de hartslag en ademhaling, gecontroleerd door chemoreceptoren die moleculen detecteren die verband houden met deze processen, zoals de hoeveelheid koolstofdioxide, zuurstof en de pH van het bloed.

Het vermogen om chemische signalen waar te nemen is alomtegenwoordig in het dierenrijk. Vooral bij mensen zijn chemoreceptoren niet zo gevoelig als bij andere zoogdieren. In de loop van de evolutie hebben we het vermogen verloren om chemische stimuli die verband houden met geur en smaak waar te nemen.

Sommige eenvoudigere niet-metazoïsche organismen, zoals bacteriën en kleine protozoa, zijn in staat chemische stimuli in hun omgeving op te vangen.

Wat is een ontvanger?

Een receptor is een molecuul dat is verankerd aan het plasmamembraan van onze cellen. Ze kunnen andere moleculen met een zeer hoge specificiteit herkennen. Door het aangegeven molecuul - de ligand genaamd - te herkennen, wordt een reeks reacties geactiveerd die een specifieke boodschap naar de hersenen zullen brengen.

We hebben het vermogen om onze omgeving waar te nemen, aangezien onze cellen een aanzienlijk aantal receptoren hebben. We kunnen voedsel ruiken en proeven dankzij chemoreceptoren in de sensorische organen van het lichaam.

Classificatie

Over het algemeen worden chemoreceptoren ingedeeld in vier categorieën: algemene, interne, contact- en olfactorische chemische receptoren. Deze laatste worden ook wel chemoreceptoren op afstand genoemd. We zullen elk type hieronder beschrijven:

Algemene chemische receptoren

Deze receptoren kunnen niet onderscheiden en worden als relatief ongevoelig beschouwd. Wanneer ze worden gestimuleerd, produceren ze een reeks reacties van het beschermende type voor het lichaam.

Als we bijvoorbeeld de huid van een dier stimuleren met een agressieve chemische stof die het dier zou kunnen beschadigen, zou de reactie een onmiddellijke vlucht van de plaats zijn en voorkomen dat de negatieve stimulus doorgaat.

Interne chemoreceptoren

Zoals hun naam al aangeeft, zijn ze verantwoordelijk voor het reageren op prikkels die in het lichaam voorkomen.

Zo zijn er specifieke receptoren om de glucoseconcentratie in het bloed te testen, receptoren in het spijsverteringsstelsel van dieren en receptoren in het carotislichaam die reageren op de zuurstofconcentratie in het bloed.

Neem contact op met chemoreceptoren

Contactreceptoren reageren op chemicaliën die zich heel dicht bij het lichaam bevinden. Ze worden gekenmerkt door hoge drempels en hun liganden zijn moleculen in oplossing.

Volgens het bewijs lijken dit de eerste receptoren te zijn die in de evolutionaire evolutie zijn verschenen, en het zijn de enige chemoreceptoren die de eenvoudigste dieren vertonen.

Ze zijn gerelateerd aan het voedingsgedrag van dieren. De bekendste zijn bijvoorbeeld receptoren die verband houden met de smaakzin bij gewervelde dieren. Ze bevinden zich voornamelijk in het orale gebied, aangezien dit de regio is waar voedsel wordt ontvangen.

Deze receptoren kunnen onderscheid maken tussen de schijnbare kwaliteit van het voedsel en reacties van acceptatie of afwijzing veroorzaken.

Olfactorische of afgelegen chemoreceptoren

Geurreceptoren zijn het meest gevoelig voor prikkels en kunnen reageren op stoffen die zich op afstand bevinden.

Bij dieren die in luchtomgevingen leven, is het onderscheid tussen contact- en afstandsreceptoren gemakkelijk te zien. De chemicaliën die door de lucht worden overgedragen, zijn degene die erin slagen de reukreceptoren te stimuleren, terwijl de chemicaliën die zijn opgelost in vloeistoffen de contactreceptoren stimuleren.

De grens tussen de twee receptoren lijkt echter diffuus te zijn, aangezien er stoffen zijn die de receptoren op afstand stimuleren en moeten worden opgelost in een vloeibare fase.

De limieten lijken zelfs nog oneindiger bij dieren die in aquatische ecosystemen leven. In deze gevallen worden alle chemicaliën opgelost in een waterig medium. Receptordifferentiatie is echter nog steeds nuttig, omdat deze organismen differentieel reageren op prikkels dichtbij en veraf.

Chemosensorische systemen

Bij de meeste zoogdieren zijn er drie afzonderlijke chemosensorische systemen, elk gewijd aan de detectie van een bepaalde groep chemicaliën.

Geur

Het reukepitheel bestaat uit een dichte laag sensorische neuronen in de neusholte. Hier vinden we ongeveer duizend verschillende olfactorische receptoren die interageren met de grote diversiteit aan vluchtige stoffen die in het milieu aanwezig zijn.

Smaak

Smaakpapillen

Niet-vluchtige chemicaliën worden anders waargenomen. De perceptie van voedsel bestaat uit vier of vijf smaakkwaliteiten. Deze "kwaliteiten" worden gewoonlijk smaken genoemd en omvatten zoet, zout, zuur, bitter en umami. Dit laatste is niet erg populair en heeft te maken met de smaak van glutamaat.

Zoete en umami-smaken - overeenkomend met suikers en aminozuren - worden geassocieerd met voedingsaspecten van voedsel, terwijl zure smaken worden geassocieerd met afwijzingsgedrag, aangezien de meeste verbindingen met deze smaak giftig zijn voor zoogdieren. .

De cellen die verantwoordelijk zijn voor het waarnemen van deze stimuli, worden geassocieerd met de smaakpapillen - bij mensen bevinden ze zich op de tong en aan de achterkant van de mond. De smaakpapillen bevatten 50 tot 120 smaakgerelateerde cellen.

Vomeronasaal orgaan

Het vomeronasale orgaan is het derde chemosensorische systeem en is gespecialiseerd in de detectie van feromonen, maar niet alle feromonen worden door dit systeem gedetecteerd.

Het vomeronasale orgaan heeft eigenschappen die doen denken aan zowel de smaak als de geur.

Anatomisch gezien lijkt het op geur, omdat het de cellen heeft die de receptoren tot expressie brengen, zijn neuronen en ze projecteren rechtstreeks naar de hersenen. De cellen die de receptoren op de tong bezitten, zijn daarentegen geen neuronen.

Het vomeronasale orgaan neemt echter niet-vluchtige chemicaliën waar door direct contact, op dezelfde manier dat we de smaak van voedsel waarnemen via het smaaksysteem.

Referenties

1. Feher, JJ (2017). Kwantitatieve menselijke fysiologie: een inleiding. Academische pers.
2. Hill, RW, Wyse, GA en Anderson, M. (2016). Dierfysiologie 2. Artmed Editor.
3. Matsunami, H., en Amrein, H. (2003). Smaak- en feromoonperceptie bij zoogdieren en vliegen. Genoombiologie, 4 (7), 220.
4. Mombaerts, P. (2004). Genen en liganden voor geur-, vomeronasale en smaakreceptoren. Nature Reviews Neuroscience, 5 (4), 263.
5. Raufast, LP, Mínguez, JB en Costas, TP (2005). Dierlijke fysiologie. Editions Universitat Barcelona.
6. Waldman, SD (2016). E-book over pijnbeoordeling. Elsevier Gezondheidswetenschappen.