CHEMOREZEPTOREN: KLASSIFIKATION UND CHEMOSENSORISCHE SYSTEME - BIOLOGIE - 2025

Ein Chemorezeptor ist ein zellulärer Sensor, der darauf spezialisiert ist, chemische Signale - sowohl von innerhalb als auch außerhalb des Körpers - zu erfassen und in biologische Signale umzuwandeln, die vom Gehirn interpretiert werden.

Chemorezeptoren sind für unsere Geruchs- und Geschmackssinne verantwortlich. Diese Rezeptoren nehmen diese chemischen Signale auf und wandeln sie in ein Signal für das Gehirn um.

Die Wahrnehmung von Gerüchen wird durch Chemorezeptoren vermittelt.
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In ähnlicher Weise werden entscheidende biologische Funktionen wie Herzschlag und Atmung durch Chemorezeptoren gesteuert, die Moleküle erfassen, die mit diesen Prozessen zusammenhängen, wie z. B. die Menge an Kohlendioxid, Sauerstoff und der pH-Wert des Blutes.

Die Fähigkeit, chemische Signale wahrzunehmen, ist im Tierreich allgegenwärtig. Insbesondere beim Menschen sind Chemorezeptoren nicht so empfindlich wie bei anderen Säugetieren. Im Laufe der Evolution haben wir die Fähigkeit verloren, chemische Reize in Bezug auf Geruch und Geschmack wahrzunehmen.

Einige einfachere nicht-metazoische Organismen wie Bakterien und kleine Protozoen können chemische Reize in ihrer Umgebung aufnehmen.

Was ist ein Empfänger?

Ein Rezeptor ist ein Molekül, das an der Plasmamembran unserer Zellen verankert ist. Sie haben die Fähigkeit, andere Moleküle mit sehr hoher Spezifität zu erkennen. Durch das Erkennen des angegebenen Moleküls - des so genannten Liganden - wird eine Reihe von Reaktionen ausgelöst, die eine bestimmte Botschaft an das Gehirn senden.

Wir haben die Fähigkeit, unsere Umwelt wahrzunehmen, da unsere Zellen eine signifikante Anzahl von Rezeptoren haben. Dank Chemorezeptoren in den Sinnesorganen des Körpers können wir Lebensmittel riechen und schmecken.

Einstufung

Im Allgemeinen werden Chemorezeptoren in vier Kategorien eingeteilt: allgemeine, interne, Kontakt- und olfaktorische chemische Rezeptoren. Letztere sind auch als Distanzchemorezeptoren bekannt. Wir werden jeden Typ unten beschreiben:

Allgemeine chemische Rezeptoren

Diese Rezeptoren sind nicht diskriminierungsfähig und gelten als relativ unempfindlich. Wenn sie stimuliert werden, erzeugen sie eine Reihe von Reaktionen des Schutztyps für den Körper.

Wenn wir beispielsweise die Haut eines Tieres mit einer aggressiven Chemikalie stimulieren, die es schädigen könnte, wäre die Reaktion ein sofortiger Flug vom Ort und verhindert, dass der negative Reiz anhält.

Interne Chemorezeptoren

Wie der Name schon sagt, sind sie dafür verantwortlich, auf Reize zu reagieren, die im Körper auftreten.

Zum Beispiel gibt es spezifische Rezeptoren zum Testen der Glukosekonzentration im Blut, Rezeptoren im Verdauungssystem von Tieren und Rezeptoren im Karotiskörper, die auf die Sauerstoffkonzentration im Blut reagieren.

Wenden Sie sich an Chemorezeptoren

Kontaktrezeptoren reagieren auf körpereigene Chemikalien. Sie zeichnen sich durch hohe Schwellenwerte aus und ihre Liganden sind Moleküle in Lösung.

Demnach scheinen diese die ersten Rezeptoren gewesen zu sein, die in der evolutionären Evolution aufgetreten sind, und sie sind die einzigen Chemorezeptoren, die die einfachsten Tiere präsentieren.

Sie hängen mit dem Fütterungsverhalten von Tieren zusammen. Zum Beispiel die bekanntesten mit Rezeptoren, die mit dem Geschmackssinn bei Wirbeltieren assoziiert sind. Sie befinden sich hauptsächlich im oralen Bereich, da in dieser Region Lebensmittel aufgenommen werden.

Diese Rezeptoren können zwischen der scheinbaren Qualität des Lebensmittels unterscheiden und Reaktionen auf Akzeptanz oder Ablehnung hervorrufen.

Olfaktorische oder entfernte Chemorezeptoren

Geruchsrezeptoren reagieren am empfindlichsten auf Reize und können auf entfernte Substanzen reagieren.

Bei Tieren, die in der Luft leben, ist die Unterscheidung zwischen Kontakt- und Distanzrezeptoren leicht zu erkennen. Die Chemikalien, die durch die Luft übertragen werden, sind diejenigen, die es schaffen, die Geruchsrezeptoren zu stimulieren, während die in Flüssigkeiten gelösten Chemikalien die Kontaktrezeptoren stimulieren.

Die Grenze zwischen beiden Rezeptoren scheint jedoch diffus zu sein, da es Substanzen gibt, die die Rezeptoren in einiger Entfernung stimulieren und in einer flüssigen Phase gelöst werden müssen.

Bei Tieren, die in aquatischen Ökosystemen leben, sind die Grenzen noch unbestimmter. In diesen Fällen werden alle Chemikalien in einem wässrigen Medium gelöst. Die Rezeptordifferenzierung ist jedoch immer noch nützlich, da diese Organismen unterschiedlich auf nahe und ferne Reize reagieren.

Chemosensorische Systeme

Bei den meisten Säugetieren gibt es drei separate chemosensorische Systeme, die jeweils dem Nachweis einer bestimmten Gruppe von Chemikalien dienen.

Geruch

Das Riechepithel besteht aus einer dichten Schicht sensorischer Neuronen in der Nasenhöhle. Hier finden wir ungefähr tausend verschiedene Geruchsrezeptoren, die mit der großen Vielfalt der in der Umwelt vorhandenen flüchtigen Substanzen interagieren.

Geschmack

Geschmacksknospen

Nichtflüchtige Chemikalien werden unterschiedlich wahrgenommen. Der Sinn für die Wahrnehmung von Lebensmitteln besteht aus vier oder fünf Geschmacksqualitäten. Diese "Qualitäten" werden allgemein als Aromen bezeichnet und umfassen süß, salzig, sauer, bitter und umami. Letzteres ist nicht sehr beliebt und hängt mit dem Geschmack von Glutamat zusammen.

Süße und Umami-Aromen - entsprechend Zucker und Aminosäuren - sind mit Ernährungsaspekten von Lebensmitteln verbunden, während saure Aromen mit Abstoßungsverhalten verbunden sind, da die meisten Verbindungen mit diesem Geschmack für Säugetiere toxisch sind. .

Die Zellen, die für die Wahrnehmung dieser Reize verantwortlich sind, befinden sich in den Geschmacksknospen - beim Menschen befinden sie sich auf der Zunge und im hinteren Teil des Mundes. Die Geschmacksknospen enthalten 50 bis 120 geschmacksabhängige Zellen.

Vomeronasales Organ

Das vomeronasale Organ ist das dritte chemosensorische System und auf den Nachweis von Pheromonen spezialisiert. Allerdings werden nicht alle Pheromone von diesem System nachgewiesen.

Das vomeronasale Organ hat Eigenschaften, die sowohl an den Geschmacks- als auch an den Geruchssinn erinnern.

Anatomisch ähnelt es dem Geruch, da die Zellen, die die Rezeptoren exprimieren, Neuronen sind und direkt zum Gehirn projizieren. Im Gegensatz dazu sind die Zellen, die die Rezeptoren auf der Zunge besitzen, keine Neuronen.

Das vomeronasale Organ nimmt jedoch nichtflüchtige Chemikalien durch direkten Kontakt wahr, genauso wie wir den Geschmack von Lebensmitteln durch das Geschmackssystem wahrnehmen.

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