Transdukcija

pretvorba senzoričnega dražljaja iz ene oblike v drugo

V fiziologiji senzorična transdukcija pomeni pretvorbo senzoričnega dražljaja iz ene oblike v drugo (denimo iz svetlobnega, mehaničnega ali kemičnega dražljaja v električni impulz[1]). Proces transdukcije v živčnem sistemu se običajno nanaša na dogodke, ko se nek fizični dražljaj pretvori v akcijski potencial, ki se zatem vzdolž aksonov (nevritov) živčnih celic obkrajnega živčevja prenese v osrednje živčevje (hrbtenjačo in možgane), kjer se obdela in navadno posreduje dalje.[1][2] Senzorična transdukcija je ključni korak obširnejšega procesa zaznavanja in sledečega odziva na zaznane dražljaje.[3]

Osnovni koraki procesa zaznavanja.

Receptorske celice so odgovorne za pretvarjanje energije osnovnega dražljaja v električni signal.[2] Receptorje glede na njihovo lego pogosto razdelimo v dve večji kategoriji: eksteroreceptorje, ki sprejemajo zunanje dražljaje, in interoreceptorje, ki se odzivajo na notranje dražljaje.[4][5][6]

Transdukcija in čutilaUredi

Vidni sistemUredi

Senzorične celice vidnega sistema so tako imenovane paličnice (palčke) in čepnice (čepki), ki so nameščene v očesni mrežnici, kjer skrbijo za pretvorbo fizične energije svetlobnih signalov v električne impulze, ki se zatem prenesejo v možgane. Svetloba povzroči konformacijsko spremembo (spremembo oblike) beljakovine rodopsina (retinal, derivat vitamina A, se pretvori iz cis oblike v trans konformacijo[7]). Ta proces sproži zaporedje različnih kemičnih reakcij, ki vodijo v zmanjševanje elektrokemičnega gradienta samega fotoreceptorja (med drugim se aktivira beljakovina transducin, ki vzpodbudi encim fosfodiesterazo, odgovorno za sledečo hidrolizo cikličnega GMP in s tem povezano zaprtje kationskih kanalov[8]).[2] Rečemo, da celica postane hiperpolarizirana.[8]

Slušni sistemUredi

V okviru slušnega sistema se zaznava zvočno valovanje (tip mehanične energije), ki ga slušni receptorji (fonoreceptorji) notranjega ušesa pretvarjajo v električno energijo. Zvočne vibracije vodijo v tresenje bobniča, preko katerega se vibriranje prenese na slušne koščice (kladivce, nakovalce in stremence).[9][10] To tresenje nato preide v koščeni polž (kohleo[11]), ki ga običajno označujemo kot slušni organ. Znotraj koščenega polža so dlačne celice, nameščene na senzoričnem (čutilnem) epitelu Cortijevega organa, ki se ob tresenju uklonijo in vodijo v premike bazilarne membrane (tudi spiralne membrane[12]). Slušni receptorji nato pretvorijo mehanično energijo undulirajočega gibanja bazilarne membrane v električne signale (natančneje receptorske potenciale), ki potujejo vzdolž slušnih živcev vse do slušnih centrov v možganih.[13]

Vohalni sistemUredi

V vohalnem ali olfaktornem sistemu se vonjalne molekule vežejo na proteine G, nameščene na vohalnih (olfaktornih) celicah. Vezava proteina G vodi v signalno kaskado, ki povzroči izrazito povečevanje koncentracije cikličnega AMP (cAMP), kar rezultira v sproščanje živčnih prenašalcev (nevrotransmiterjev).[14]

Okušalni sistemUredi

Okušalni ali gustatorni sistem omogoča zaznavanje petih primarnih okusov (sladko, slano, kislo, grenko in umami/mesni okus). Sistem temelji na okušalni prenašalni (transdukcijski) poti, ki zajema okušalne celice, proteine G, ionske kanale in raznolike encime.[15]

Somatosenzorični sistemUredi

Senzorična transdukcija somatosenzoričnega sistema v glavnem zajema pretvorbo mehaničnih signalov, kot so denimo tlak, raztezanje, tresenje (vibriranje), v procesu mehanotransdukcije. K temu sistemu štejemo tudi senzorično transdukcijo, ki je povezana s toplotno zaznavo (termorecepcijo) in sprejemanjem ter zaznavanjem bolečinskih dražljajev (nocicepcija).[16]

Glej tudiUredi

SkliciUredi

  1. 1,0 1,1 "Termania - Slovenski medicinski slovar - transdúkcija". www.termania.net. Pridobljeno dne 2021-04-15.
  2. 2,0 2,1 2,2 Molecular cell biology. Lodish, Harvey F. (4th izd.). New York: W.H. Freeman. 2000. ISBN 0716731363. OCLC 41266312.CS1 vzdrževanje: others (link)
  3. Lechner, Stefan G; Siemens, Jan (2011-04-01). "Sensory transduction, the gateway to perception: mechanisms and pathology". EMBO Reports. Vol. 12 no. 4. str. 292–295. doi:10.1038/embor.2011.45. ISSN 1469-221X. PMC 3077259. PMID 21415857.
  4. "Definition of EXTEROCEPTOR". www.merriam-webster.com (angleščina). Pridobljeno dne 2018-03-29.
  5. "Definition of INTEROCEPTOR". www.merriam-webster.com (angleščina). Pridobljeno dne 2018-03-29.
  6. Marzvanyan, Anna; Alhawaj, Ali F. (2021). Physiology, Sensory Receptors. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing. PMID 30969683.
  7. Zhou, X. Edward; Melcher, Karsten; Xu, H. Eric (2012–03). "Structure and activation of rhodopsin". Acta Pharmacologica Sinica (angleščina). Vol. 33 no. 3. str. 291–299. doi:10.1038/aps.2011.171. ISSN 1745-7254.CS1 vzdrževanje: Date format (link)
  8. 8,0 8,1 Asano, Teizo; Kawamura, Satoru; Tachibanaki, Shuji (2019-05-10). "Transducin activates cGMP phosphodiesterase by trapping inhibitory γ subunit freed reversibly from the catalytic subunit in solution". Scientific Reports (angleščina). Vol. 9 no. 1. str. 7245. doi:10.1038/s41598-019-43675-9. ISSN 2045-2322.
  9. Koike, Takuji; Wada, Hiroshi; Kobayashi, Toshimitsu (2002). "Modeling of the human middle ear using the finite-element method". The Journal of the Acoustical Society of America. 111 (3): 1306–1317. Bibcode:2002ASAJ..111.1306K. doi:10.1121/1.1451073. PMID 11931308.
  10. W., Clark, William (2008). Anatomy and physiology of hearing for audiologists. Ohlemiller, Kevin K. Clifton Park, NY: Thomson Delmar. ISBN 9781401814441. OCLC 123956006.
  11. "Termania - Slovenski medicinski slovar - kóhlea". www.termania.net. Pridobljeno dne 2021-04-15.
  12. "Termania - Slovenski medicinski slovar - membrána". www.termania.net. Pridobljeno dne 2021-04-15.
  13. Eatock, R. (2010). Auditory receptors and transduction. In E. Goldstein (Ed.), Encyclopedia of perception. (pp. 184-187). Thousand Oaks, CA: SAGE Publications, Inc. DOI: 10.4135/9781412972000.n63
  14. Ronnett, Gabriele V., & Moon, Cheil. L (2002). "G Proteins and Olfactory Signal Transduction". Annual Review of Physiology. 64 (1): 189–222. doi:10.1146/annurev.physiol.64.082701.102219. PMID 11826268.CS1 vzdrževanje: Uporaba authors parametra (link)
  15. Timothy A Gilbertson; Sami Damak; Robert F Margolskee, "The molecular physiology of taste transduction", Current Opinion in Neurobiology (August 2000), 10 (4), pg. 519-527
  16. Biswas, Abhijit; Manivannan, M.; Srinivasan, Mandyam A. (2015). "Vibrotactile Sensitivity Threshold: Nonlinear Stochastic Mechanotransduction Model of the Pacinian Corpuscle". IEEE Transactions on Haptics. 8 (1): 102–113. doi:10.1109/TOH.2014.2369422. PMID 25398183.