thermoreceptors adalah mereka reseptor yang memiliki banyak organisme hidup yang mempersepsikan hal rangsangan di sekitar. Mereka tidak hanya khas hewan, karena tumbuhan juga perlu mencatat kondisi lingkungan yang mengelilinginya.
Deteksi atau persepsi suhu adalah salah satu fungsi sensorik yang paling penting dan seringkali penting untuk kelangsungan hidup spesies, karena memungkinkan mereka untuk menanggapi perubahan termal yang khas dari lingkungan di mana mereka berkembang.
Crotalus willardi, dengan salah satu dari dua lubang tengkorak (thermoreseptor) yang terlihat di antara hidung dan mata. Robert S. Simmons. [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)]
Studinya mencakup bagian penting dari fisiologi sensorik dan, pada hewan, itu dimulai sekitar tahun 1882, berkat eksperimen yang berhasil mengaitkan sensasi termal dengan stimulasi lokal dari situs sensitif pada kulit manusia.
Pada manusia terdapat termoreseptor yang cukup spesifik sehubungan dengan rangsangan termal, tetapi ada juga yang merespons rangsangan “dingin” dan “panas”, serta beberapa bahan kimia seperti capsaicin dan mentol (yang menghasilkan rangsangan serupa) .untuk sensasi panas dan dingin).
Pada banyak hewan, termoreseptor juga merespons rangsangan mekanis dan beberapa spesies menggunakannya untuk mendapatkan makanan mereka.
Untuk tanaman, keberadaan protein yang dikenal sebagai fitokrom sangat penting untuk persepsi termal dan respons pertumbuhan yang terkait dengannya.
Indeks artikel
Termoreseptor pada manusia
Manusia, seperti hewan mamalia lainnya, memiliki serangkaian reseptor yang memungkinkan mereka untuk berhubungan lebih baik dengan lingkungan melalui apa yang disebut “indra khusus”.
“Reseptor” ini tidak lebih dari bagian akhir dendrit yang bertanggung jawab untuk memahami rangsangan lingkungan yang berbeda dan mengirimkan informasi sensorik tersebut ke sistem saraf pusat (bagian “bebas” dari saraf sensorik).
4 Model untuk struktur sistem sensorik pada manusia (Sumber: Shigeru23 [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)] melalui Wikimedia Commons)
Reseptor ini diklasifikasikan, tergantung pada sumber stimulus, sebagai eksteroseptor, proprioseptor, dan interoseptor.
Eksteroseptor lebih dekat ke permukaan tubuh dan “merasakan” lingkungan sekitarnya. Ada beberapa jenis: mereka yang merasakan suhu, sentuhan, tekanan, rasa sakit, cahaya dan suara, rasa dan bau, misalnya.
Proprioseptor mengkhususkan diri dalam transmisi rangsangan yang berkaitan dengan ruang dan gerakan menuju sistem saraf pusat, sedangkan interoseptor bertugas mengirimkan sinyal sensorik yang dihasilkan di dalam organ tubuh.
Eksteroseptor
Dalam kelompok ini ada tiga jenis reseptor khusus yang dikenal sebagai mekanoreseptor, termoreseptor, dan nosiseptor, yang masing-masing mampu bereaksi terhadap sentuhan, suhu, dan rasa sakit.
Pada manusia, termoreseptor memiliki kemampuan untuk merespon perbedaan suhu 2°C dan disubklasifikasikan menjadi reseptor panas, reseptor dingin, dan nosiseptor peka suhu.
– Reseptor panas belum diidentifikasi dengan benar, tetapi diperkirakan berhubungan dengan ujung serabut saraf “telanjang” (tidak bermielin) yang mampu merespons peningkatan suhu.
– Termoreseptor dingin muncul dari ujung saraf bermielin yang bercabang dan ditemukan terutama di epidermis.
– Nociceptors mengkhususkan diri dalam menanggapi rasa sakit karena stres mekanik, termal dan kimia; Ini adalah ujung serabut saraf bermielin yang bercabang di epidermis.
Termoreseptor pada hewan
Hewan, serta manusia, juga bergantung pada berbagai jenis reseptor untuk memahami lingkungan di sekitar mereka. Perbedaan antara termoreseptor manusia dibandingkan dengan beberapa hewan adalah bahwa hewan sering memiliki reseptor yang merespons rangsangan termal dan mekanik.
Seperti halnya beberapa reseptor pada kulit ikan dan amfibi, beberapa kucing dan monyet, yang mampu merespons rangsangan mekanis dan termal secara sama (karena suhu tinggi atau rendah).
Pada hewan invertebrata , kemungkinan adanya reseptor termal juga telah ditunjukkan secara eksperimental, namun, memisahkan respons fisiologis sederhana terhadap efek termal dari respons yang dihasilkan oleh reseptor spesifik tidak selalu mudah.
Secara khusus, “bukti” menunjukkan bahwa banyak serangga dan beberapa krustasea merasakan variasi termal di lingkungan mereka. Lintah juga memiliki mekanisme khusus untuk mendeteksi keberadaan inang berdarah panas dan merupakan satu-satunya invertebrata non-arthropoda di mana hal ini telah dibuktikan.
Demikian juga, berbagai penulis menunjukkan kemungkinan bahwa beberapa ektoparasit dari hewan berdarah panas dapat mendeteksi keberadaan inang mereka di sekitarnya, meskipun hal ini belum banyak dipelajari.
Pada vertebrata seperti beberapa spesies ular dan kelelawar penghisap darah tertentu (yang memakan darah) ada reseptor inframerah yang mampu merespons rangsangan termal “inframerah” yang dipancarkan oleh mangsa berdarah panas mereka.
Foto kelelawar penghisap darah (“vampir”) (Sumber: Ltshears [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)] melalui Wikimedia Commons)
Kelelawar “vampir” memilikinya di wajah mereka dan membantu mereka menentukan keberadaan ungulata yang berfungsi sebagai makanan, sementara boa “primitif” dan beberapa spesies crotaline beracun memilikinya di kulit mereka dan ini adalah ujung saraf bebas yang bercabang. .
Bagaimana mereka bekerja?
Termoreseptor bekerja dengan cara yang kurang lebih sama pada semua hewan dan mereka melakukannya pada dasarnya untuk memberi tahu organisme di mana mereka menjadi bagian dari suhu sekitarnya.
Seperti yang dibahas, reseptor ini sebenarnya terminal saraf (ujung neuron yang terhubung ke sistem saraf). Sinyal listrik yang dihasilkan dalam beberapa milidetik terakhir ini dan frekuensinya sangat bergantung pada suhu lingkungan dan paparan terhadap perubahan suhu yang tiba-tiba.
Di bawah kondisi suhu konstan, termoreseptor kulit terus aktif, mengirimkan sinyal ke otak untuk menghasilkan respons fisiologis yang diperlukan. Ketika stimulus baru diterima, sinyal baru dihasilkan, yang mungkin bertahan atau tidak, tergantung pada durasinya.
Saluran ion peka panas
Persepsi termal dimulai dengan aktivasi termoreseptor di ujung saraf saraf perifer pada kulit mamalia. Stimulus termal mengaktifkan saluran ion yang bergantung pada suhu di terminal akson, yang penting untuk persepsi dan transmisi stimulus.
Saluran ion ini adalah protein yang termasuk dalam keluarga saluran yang dikenal sebagai “saluran ion peka panas” dan penemuannya memungkinkan mekanisme persepsi termal untuk dijelaskan secara lebih mendalam.
Identitas molekuler saraf yang merespons dingin atau panas tergantung pada ekspresi saluran ion peka panas (Sumber: David D. McKemy [CC BY 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0)] melalui Wikimedia Commons )
Tugasnya adalah mengatur aliran ion seperti kalsium, natrium, dan kalium ke dan dari reseptor termal, yang mengarah pada pembentukan potensial aksi yang menghasilkan impuls saraf ke otak.
Termoreseptor pada tumbuhan
Untuk tanaman, juga penting untuk dapat mendeteksi setiap perubahan termal yang terjadi di lingkungan dan mengeluarkan respons.
Beberapa penelitian tentang persepsi termal pada tanaman telah mengungkapkan bahwa itu sering tergantung pada protein yang disebut fitokrom, yang juga berpartisipasi dalam kontrol berbagai proses fisiologis pada tanaman tingkat tinggi, di antaranya adalah perkecambahan dan perkembangan bibit, pembungaan, dll.
Fitokrom memainkan peran penting dalam menentukan jenis radiasi tanaman yang terkena dan mampu bertindak sebagai “sakelar” molekuler yang menyala di bawah cahaya langsung (dengan proporsi cahaya merah dan biru yang tinggi), atau yang mati di tempat teduh (proporsi tinggi radiasi “merah jauh”).
Representasi skema dari fitokrom aktif (Pr) dan tidak aktif (Pfr) (Sumber: Bengt A. Lüers – BiGBeN_87_de [CC BY-SA 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)] melalui Wikimedia bersama)
Aktivasi beberapa fitokrom mendorong pertumbuhan “kompak” dan menghambat pemanjangan dengan bertindak sebagai faktor transkripsi untuk gen yang terlibat dalam proses ini.
Namun, telah terbukti bahwa, dalam beberapa kasus, aktivasi atau inaktivasi phytochromes bisa mandiri radiasi (lampu merah atau jauh red), yang dikenal sebagai “reaksi pembalikan gelap”, kecepatan yang tampaknya tergantung pada suhu .
Suhu tinggi mendorong inaktivasi cepat beberapa fitokrom, menyebabkan mereka berhenti bekerja sebagai faktor transkripsi, mendorong pertumbuhan dengan pemanjangan.
Referensi
- Brusca, RC, & Brusca, GJ (2003). Invertebrata (No. QL 362. B78 2003). Basingstoke.
- Feher, JJ (2017). Fisiologi manusia kuantitatif: sebuah pengantar. pers akademik.
- Hensel, H. (1974). Termoreseptor. Tinjauan tahunan fisiologi, 36 (1), 233-249.
- Kardong, KV (2002). Vertebrata: anatomi komparatif, fungsi, evolusi. New York: McGraw-Hill.
- M. Legris, C. Klose, ES Burgie, CCR Rojas, M. Neme, A. Hiltbrunner, PA Wigge, E. Schafer, RD Vierstra, JJ Casal. Fitokrom B mengintegrasikan sinyal cahaya dan suhu di Arabidopsis. Sains, 2016; 354 (6314): 897
- Rogers, K., Craig, A., & Hensel, H. (2018). Ensiklopedia Britannica. Diakses pada 4 Desember 2019, di www.britannica.com/science/thermoreception/Properties-of-thermoreseptor
- Zhang, X. (2015). Sensor molekuler dan modulator thermoreception. Saluran, 9 (2), 73-81.
