CHEMOCETTORI: CLASSIFICAZIONE E SISTEMI CHEMOSENSORIALI - BIOLOGIA - 2025

Un chemocettore è un sensore cellulare specializzato nel rilevare e convertire i segnali chimici - provenienti sia dall'interno che dall'esterno del corpo - in segnali biologici che saranno interpretati dal cervello.

I chemocettori sono responsabili dei nostri sensi dell'olfatto e del gusto. Questi recettori prendono questi segnali chimici e li trasformano in un segnale per il cervello.

La percezione degli odori è mediata dai chemocettori.
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Allo stesso modo, funzioni biologiche cruciali, come il battito cardiaco e la respirazione, sono controllate da chemocettori che rilevano le molecole legate a questi processi, come la quantità di anidride carbonica, ossigeno e il pH del sangue.

La capacità di percepire i segnali chimici è onnipresente nel regno animale. Soprattutto negli esseri umani, i chemocettori non sono sensibili come negli altri mammiferi. Nel corso dell'evoluzione abbiamo perso la capacità di percepire stimoli chimici legati all'olfatto e al gusto.

Alcuni organismi non metazoi più semplici, come batteri e piccoli protozoi, sono in grado di captare stimoli chimici nel loro ambiente.

Cos'è un ricevitore?

Un recettore è una molecola ancorata alla membrana plasmatica delle nostre cellule. Hanno la capacità di riconoscere altre molecole con specificità molto elevata. Riconoscendo la molecola indicata - chiamata ligando - si innesca una serie di reazioni che porteranno un messaggio specifico al cervello.

Abbiamo la capacità di percepire il nostro ambiente, poiché le nostre cellule hanno un numero significativo di recettori. Possiamo annusare e gustare il cibo grazie ai chemocettori situati negli organi sensoriali del corpo.

Classificazione

In generale, i chemocettori sono classificati in quattro categorie: recettori chimici generali, interni, di contatto e olfattivi. Questi ultimi sono noti anche come chemocettori a distanza. Descriveremo ogni tipo di seguito:

Recettori chimici generali

Questi recettori non hanno la capacità di discriminare e sono considerati relativamente insensibili. Quando stimolati, producono una serie di risposte di tipo protettivo per il corpo.

Ad esempio, se stimoliamo la pelle di un animale con una sostanza chimica aggressiva che potrebbe danneggiarlo, la risposta sarebbe una fuga immediata dal luogo e impedirebbe la continuazione dello stimolo negativo.

Chemocettori interni

Come suggerisce il nome, sono responsabili della risposta agli stimoli che si verificano all'interno del corpo.

Ad esempio, esistono recettori specifici per testare la concentrazione di glucosio nel sangue, recettori all'interno dell'apparato digerente degli animali e recettori situati nel corpo carotideo che rispondono alla concentrazione di ossigeno nel sangue.

Contatta chemocettori

I recettori di contatto rispondono alle sostanze chimiche che sono molto vicine al corpo. Sono caratterizzati da soglie elevate e i loro ligandi sono molecole in soluzione.

Secondo le prove, questi sembrano essere stati i primi recettori a comparire nell'evoluzione evolutiva e sono gli unici chemocettori presenti negli animali più semplici.

Sono legati al comportamento alimentare degli animali. Ad esempio, il più noto con i recettori associati al senso del gusto nei vertebrati. Si trovano principalmente nella zona orale, poiché è la regione in cui si riceve il cibo.

Questi recettori possono discernere la qualità apparente del cibo, producendo reazioni di accettazione o rifiuto.

Chemocettori olfattivi o remoti

I recettori dell'olfatto sono i più sensibili agli stimoli e possono rispondere a sostanze che si trovano a distanza.

Negli animali che vivono in ambienti aerei, la distinzione tra recettori di contatto e recettori a distanza è facile da vedere. Le sostanze chimiche che si trasmettono attraverso l'aria sono quelle che riescono a stimolare i recettori olfattivi, mentre le sostanze chimiche disciolte nei liquidi stimolano quelli di contatto.

Tuttavia, il confine tra i due recettori sembra essere diffuso, poiché ci sono sostanze che stimolano i recettori a distanza e devono essere sciolti in una fase liquida.

I limiti sembrano ancora più indefiniti negli animali che vivono negli ecosistemi acquatici. In questi casi, tutte le sostanze chimiche verranno sciolte in un mezzo acquoso. Tuttavia, la differenziazione del recettore è ancora utile, poiché questi organismi rispondono in modo differenziale agli stimoli vicini e lontani.

Sistemi chemosensoriali

Nella maggior parte dei mammiferi ci sono tre sistemi chemosensoriali separati, ciascuno dedicato alla rilevazione di un particolare gruppo di sostanze chimiche.

Odore

L'epitelio olfattivo è costituito da uno strato denso di neuroni sensoriali situati nella cavità nasale. Qui troviamo circa mille diversi recettori olfattivi che interagiscono con l'ampia diversità di sostanze volatili presenti nell'ambiente.

Gusto

Papille gustative

Le sostanze chimiche non volatili vengono percepite in modo diverso. Il senso di percezione del cibo consiste di quattro o cinque qualità gustative. Queste "qualità" sono comunemente chiamate sapori e includono dolce, salato, acido, amaro e umami. Quest'ultimo non è molto popolare ed è legato al gusto del glutammato.

I sapori dolci e umami - corrispondenti a zuccheri e amminoacidi - sono associati agli aspetti nutrizionali del cibo, mentre i sapori acidi sono associati a comportamenti di rigetto, poiché la maggior parte dei composti con questo sapore sono tossici per i mammiferi. .

Le cellule responsabili della percezione di questi stimoli si trovano associate alle papille gustative: nell'uomo si trovano sulla lingua e nella parte posteriore della bocca. Le papille gustative contengono da 50 a 120 cellule legate al gusto.

Organo vomeronasale

L'organo vomeronasale è il terzo sistema chemosensoriale ed è specializzato nella rilevazione dei feromoni, tuttavia, non tutti i feromoni vengono rilevati da questo sistema.

L'organo vomeronasale ha qualità che ricordano sia il senso del gusto che l'olfatto.

Anatomicamente, è simile all'olfatto, poiché le cellule che esprimono i recettori sono neuroni e si proiettano direttamente al cervello. Al contrario, le cellule che possiedono i recettori sulla lingua non sono neuroni.

Tuttavia, l'organo vomeronasale percepisce le sostanze chimiche non volatili attraverso il contatto diretto, allo stesso modo in cui percepiamo il gusto del cibo attraverso il sistema del gusto.

Riferimenti

1. Feher, JJ (2017). Fisiologia umana quantitativa: un'introduzione. Stampa accademica.
2. Hill, RW, Wyse, GA e Anderson, M. (2016). Fisiologia animale 2. Editor Artmed.
3. Matsunami, H. e Amrein, H. (2003). Gusto e percezione dei feromoni nei mammiferi e nelle mosche. Biologia del genoma, 4 (7), 220.
4. Mombaerts, P. (2004). Geni e ligandi per i recettori degli odori, vomeronasali e del gusto. Nature Reviews Neuroscience, 5 (4), 263.
5. Raufast, LP, Mínguez, JB e Costas, TP (2005). Fisiologia animale. Edizioni Universitat Barcelona.
6. Waldman, SD (2016). E-Book di revisione del dolore. Elsevier Health Sciences.