什么叫化学感受器

什么叫化学感受器,第1张

化学感受器

chemoreceptor

感受机体内、外环境化学刺激的感受器的总称。化学感受器多分布在鼻腔和口腔粘膜、舌部、眼结合膜、生殖器官粘膜、内脏壁、血管周围以及神经系统某些部位。

地球上最早的动物生活在海洋里,海水的成分发生显著变化时,可以直接影响机体的生存。因而化学感受器在生物进化中发展得较早。单细胞动物就表现有趋化性行为。变形虫、草履虫都显示有趋向食物和避开有害物质的活动。腔肠动物如水螅的体腔及身体前端已有化学感受性结构,一般低等的水生甲壳动物多在体表上有较灵敏的化学感受器,各种鱼类都有较发达的化学感受器,除口鼻部外,身体两侧也多有化学感受器。陆生的昆虫对空气中化学刺激很敏感,在其口部周围、身体两侧部、触角、腿部以及排卵孔等处都有化学感受器。生活在空气中的高等动物,因体表都有较厚的皮肤包裹,其化学感受器多集中在口、鼻和面部的皮肤或粘膜中,其中味感受器及嗅感受器则更为发达。

化学感受器,在动物行为中,有导向作用,动物的摄食、避害、选择栖境、寻找寄主以及“社会”交往、求偶等活动,一般都借助化学感受器接受的信息。

人体的化学感受器包括:味、嗅、动脉及胃肠道等处的化学感受器。

味感受器 各种动物的味感受器因有引导摄食活动的作用,多位于头的前端、口腔及舌部。鱼类除口腔外,口腔周围和身体两侧皮肤中也有味感受器。昆虫由于觅食方式特殊,身体各部有分散的味感受器,口部、触角、腿部等处也有味感受器。在动物进化中,味感受器在环境中的食物和有害物的分辨中起重要作用。高等动物的味感受器是各种消化反射性活动的重要感受装置。

人类及其他高等动物,味感受器比较集中,主要分布在舌的背面和两侧的粘膜中,小部分散在咽部及口腔后部的粘膜中。

人类味感受器的基本结构是味蕾,大部集中于舌乳头中。按乳头的形状可以分为:轮廓乳头,位于舌的后部排成人字形,有若干轮廓乳头的顶端呈圆盘形,四周有沟环绕,在沟的内侧壁及边缘部有多个味蕾。菌状乳头,为圆菇状,较小而平,多在舌的背部和两侧,舌背分布的范围较广,菌状乳头内的味蕾较少。丝状乳头,呈细长形,分布舌的两侧,有少数味蕾和散在的味细胞。还有一种叫叶状乳头,分布在舌后部的两侧缘,呈皱折状。

舌部的神经支配来自第7和第9脑神经,舌前2/3由第7脑神经中的鼓索神经支配。后1/3由舌咽神经(第9脑神经)的分枝支配。分布在舌前部背侧及两侧缘的味感受器主要接受甜和咸的刺激;分布在舌后部的,主要接受酸和苦的刺激。

构成味感受器的基本结构味蕾由30~80个各种不同类型的细胞组成,多数在其一端有微绒毛,这种细胞呈长梭形,微绒毛端伸出到味蕾的开口部(味孔)。细胞的底部附近有传入神经末梢两者形成突触式联系。感受性细胞总称味细胞,可分3类。最主要的是Ⅱ型细胞,这种细胞的底部附近有神经末梢聚集,突触联系也较多。第2种是Ⅰ型细胞,可能是一种支持细胞。第3种细胞较少味蕾的味孔内常有一种粘液性物质,覆盖在味细胞的微绒毛端。当食物中的成分,主要是水溶性成分,通过粘液层,作用到微绒毛时,可以引起细胞膜对某一离子的通道开放,而使膜电位发生波动,味细胞兴奋,通过突触传递,引起传入神经末梢的兴奋。如H+和Na+等都能兴奋味细胞。一般多种阳离子都可以兴奋味细胞,而阴离子则常有抑制作用,细胞中有些蛋白质分子能与糖类分子中的一定部位结合,可能是产生甜觉的基础。溶液中有N-C=S集团的化合物,都可引起苦味感觉。

嗅感受器 嗅感受器和味感受器一样,对一般动物比对人类更为重要,并且嗅觉比味觉更为重要,因为嗅感受器可以感受到远距离的刺激,也可以感受到一定时间内(可多至若干天)环境中的物质变化,还可以与味感受器同时活动以辨认外界物质的特性。水生动物的嗅感受器,可以感受溶于水的或停留在水面上的气体成分。一般能够引起嗅感受器兴奋的物质,主要是气体,挥发性油类、酸类(如HCI等),还有一些物质能成为气体中悬浮物,或蒸汽中的悬浮物(如臭雾中的成分)。大部分能引起嗅感受器兴奋的物质,都必须先溶于嗅粘膜表面的粘液中,或直接溶于构成嗅细胞膜的脂类中。在进化过程中有些动物的嗅感受器特别发达,嗅粘膜的面积特别大,如狗和鲨就是两个突出的例子。人类的嗅感受器因所在部位为鼻腔的上部,嗅粘膜的面积也不大。所以嗅觉不太灵敏。很多嗅觉不发达的高等动物常用力吸气使气流冲向上鼻道才能嗅到气体的味道。

嗅觉对人和动物都是识别环境的重要感觉,特别是群居动物常可用于识别敌我,寻找巢穴,记忆归途,追逐捕猎物,逃避危害以及寻找配偶等。在辨别食物,探索毒害物质中嗅感受器与味感受器多协同活动。

低等动物,如昆虫的触角端有嗅感受器,对其所飞过或走过的环境中的微量化学物质都很敏感。有的雌性昆虫能分泌一种信息素(或叫外激素),可从很远处诱来雄性昆虫。海水中生活的扇贝因逃避敌害如海星的侵食而发展出极灵敏的嗅觉。如在其所在的海水中加极微量的海星浸泡液,立即出现逃避反应。在高等动物或较低级脊椎动物都有极其灵敏的嗅觉功能。如鲨在数公里外就可以嗅到落水人的气味。狗的嗅觉极灵,可被人类训练成效能很高的侦察动物。嗅感受器功能对某些动物的性活动有关。金色田鼠的雌鼠发情时,可放出一种特殊的气味,雄鼠嗅到后可激起雄鼠发情期的生理活动。人类的嗅觉经过训练学习后,可以提高辨别能力,如医生凭嗅觉可以诊断某些疾病。

嗅感受器的结构在高等动物包括人类,嗅感受器主要集中在鼻腔的上后部,叫做嗅上皮(嗅粘膜)。人的嗅感受器主要在上鼻甲及中鼻甲的上部,两侧总面积约有5平方厘米。嗅上皮含有3种细胞:①嗅细胞的外端生有嗅纤毛,胞体呈瓶状,核为圆形,细胞的底端有长轴突,它穿过筛骨进入嗅球,即嗅神经纤维,细胞的嗅纤毛伸向粘膜表面,上面盖有一层粘液。②长柱形支持细胞。③基底细胞,嗅细胞与支持细胞彼此平行相嵌,位于基底细胞之上。嗅细胞的细胞膜较为复杂,感受各类物质分子的接受点(受点)可能具有特异性。

除人类及猴类外,很多哺乳动物在其鼻中隔底部前端有一个囊状结构,囊的壁由软骨与粘膜构成,叫犁鼻器,其粘膜结构与嗅上皮相似。犁鼻器腔由几条细管分别与口腔及鼻腔相通,这一器官与中枢神经系统的联系与一般嗅传导途径不同,它并不通过嗅球而是通过副嗅觉系统的副嗅球与大脑皮层直接联系,投射到大脑梨状叶隔区及杏仁核。这个器官可能与动物的紧急防御活动有关。

嗅感受器的传入神经,就是嗅细胞的轴突,嗅细胞本身相当于其他感受器的第 1级神经元。嗅觉冲动传导途径的第2级神经元在嗅球以内,而嗅球则为前脑的前伸部分。

颈动脉体化学感受器及主动脉体化学感受器 颈动脉体位于总颈动脉的分叉处,在人约有3×1.5×1.5毫米,在猫或狗只有1~2毫米长的椭圆形小体。颈动脉体的构造比较特殊,由两种细胞构成:Ⅰ型细胞(又叫动脉球细胞),胞体较大,圆形,含有较多的线粒体。在这种细胞的周围聚集了很多的细神经末梢。Ⅱ型细胞从结构上看属于支持细胞或间质细胞,分布在Ⅰ型细胞的周围。颈动脉体的传入神经纤维加入到颈动脉窦神经内,进入延髓的孤束核。颈动脉体的各细胞之间有许多小血窦,与直接发自外颈动脉的小动脉管相通,因而当颈动脉血管内的血液成分发生变化时,颈动脉体中的血液也将随之发生变化。

颈动脉体化学感受器,在呼吸运动的调节中起着重要作用,它能感受血内CO+分压升高,引起呼吸加快,以排出过多的CO+。当血内O+分压过低时,通过这种感受器的传入冲动也可以反射性的使呼吸运动加强,以获得更多的O+。另外,它还对某些有毒药物(如氰化物)敏感,有感受有害物质刺激的功能,最终导致防御反射的出现。

在主动脉弓或锁骨下动脉附近也有几个较小的类似颈动脉体的结构叫主动脉体,它们的传入神经纤维进入迷走神经干内,其作用也是感受血液成分的化学变化,借以调节呼吸运动。主动脉体的传入冲动还可以对血压起调节作用。

胃肠道的化学感受器 这类感受器都是分布在肌层或粘膜层内的游离神经末梢,当局部发炎时,组织分解产生的肽类或乳酸等增多,将会刺激这些神经末梢而加速其传入冲动的发放,由内脏传入神经纤维传向中枢,可引起剧痛。

肾球旁器的化学感受功能 肾球旁器细胞有感受Na+的作用,当入球小动脉内Na+浓度降低时,可兴奋球旁器细胞使之释放肾素,结果血内血管紧张素Ⅱ的浓度增高,会刺激肾上腺皮质,使之分泌醛固醇,从而导致肾小管对Na+的重吸收能力加强。

中枢神经系统内的化学感受器 中枢神经系统内,除各核团及一定结构的神经元有对不同递质或肽类有接受能力外,还有些部位具有感受器的作用。如延髓的腹外侧部有较大的一个区域对血液成分的变化很敏感,叫化学感受区,可以感受血液中CO+分压升高的刺激。在第3 脑室的前腹侧区内有感受血管紧张素Ⅱ的感受区。在下丘脑前部还有感受血液葡萄糖浓度变化的感受器等。

近日,一位患者在某医院手术麻醉时,血压突然飙升到了200mmHg,被当即停刀,患者被当场叫醒,无奈的下了手术台。

此后在瑞金医院他被确诊为全球极为罕见的心脏副神经节瘤,病人的瘤累及心脏两个房间及中间的‘墙壁’,手术不但需要切除肿瘤,修补被肿瘤侵占的‘墙壁’,还要避开心脏中复杂的‘水电线路’,难度非常大。

而且副神经节瘤别说手术,一碰就会导致血压剧降和飙升,对医生的整体要求非常高。在内分泌科和麻醉科的配合下,最终由赵强教授亲自主刀,为病人实施了心脏副神经节瘤切除+左心房、右心房、房间隔重建术,并用牛心包补片重建了部分切除的心脏组织。手术仅耗时3小时,这个被外院从手术台上"赶"下来的病人,获得了重生。

这只是赵强教授无数“变不可能为可能”的手术之一。

心脏手术的要点:眼疾手快

由于心脏与生命息息相关,心脏手术对于病人的生理影响较大,所以在同样的手术效果下,手术时间越短,对病人的恢复就越好,也因此,赵强对手术速度有非常严格的要求。他一走上手术台,就自带强大气场,要求大家集中注意力,紧跟着他的节奏,才能确保流畅地完成手术。赵强手速极快,如果手术台上助手稍微分神,可能就会跟不上,而被赵强严厉批评。

“心脏外科手术是一场团队合作,主刀医生就像是一位船长,把控整个手术的环节,指挥大家每个步骤做什么、注意什么、其他人怎么来配合。我其实每做完一步,脑子里已经在想接下来第二、第三步甚至后面五步要做什么了。”如果手术出现危急时刻,赵强就会说,“不要发声了,都听我的。”手术室里顿时鸦雀无声,只有手术操作和心电监护的声音。

“对于心脏手术来说,首先是快,而且是在保证质量的前提下越快越好。如果手术不干净、频频误损伤,那种快不仅毫无意义,而且必须要绝对禁止。我们的快,是没有多余的废动作,不用去返工,根据具体的病例,具体的解剖结构,把整个流程循序调整优化,确保我们的瑞金心外速度。“赵强强调。所以很多观看过赵强手术的人都说,如同行云流水,一气呵成,就好像欣赏一曲优美的交响乐,令人回味无穷。

不断挑战禁忌,屡屡创造奇迹

赵强手术的心脏病人大多数为疑难危重患者,上到九十多岁高龄,下到五岁孩童的搭桥手术、双胞胎孕妇的心脏换瓣手术,胸腹主动脉替换手术等,很多都是别的医院无法接受的病人,常常创造奇迹。

一位27岁的双胞胎孕妇,在怀孕27周时因为严重的心内膜炎导致主动脉瓣周脓肿、赘生物形成,甚至引起脑梗死和左侧肢体偏瘫,三个生命危在旦夕。这是一个超级棘手的毙命题!孕妇!双胞胎!一身三命!文献报告妊娠合并感染性心内膜炎的母婴死亡率高达33%和29%,这个产妇还同时存在脑梗死,而新发脑梗是手术的禁忌症!几乎没人敢碰这个病人。瑞金心外科和妇产科麻醉科绞尽脑汁积极讨论:到底是中止妊娠立刻心脏手术?还是延期到32周心脏剖腹产手术同时进行?考虑到延期手术可能导致赘生物脱落引发更严重的脑梗,最后赵强当机立断,时间不等人,让我来,不中止妊娠,先做心脏手术救妈妈的命,再生孩子!

孕妇妈妈的生理和常人完全不同,出凝血以及血管压力瞬息万变,但赵强教授胆大心细,突破禁区,在全身麻醉、体外循环下为孕妇实施主动脉瓣生物瓣膜置换+主动脉瓣周脓肿隔离术,术中切除烂穿的瓣膜,清除瓣叶赘生物,植入生物瓣——孕妇的命保住了,两个小生命也依然在顺利发育!两个月后,超级幸运的妈妈在瑞金医院继续接受了剖腹产术,双胞胎宝宝顺利出生!

还有位一位七岁的男孩小龙被确诊患有罕见的“川崎病”,右侧冠状动脉完全闭塞,左侧冠状动脉主干成动脉瘤,随时可能因心肌梗塞或动脉瘤破裂危及生命,必须立即进行冠状动脉搭桥手术。但孩子父母辗转各地医院却没有一位医生敢收,因为儿童冠状动脉直径仅有成人三分之一,当时对儿童进行冠状动脉搭桥术在我国尚无报道,手术风险极大。此时赵强已名声在外,如果失败很可能会影响声誉,可他只有一个念头,救孩子要紧!经过细心的准备和术中“精雕细琢”,他终于用两根直径仅为1毫米的动脉在小龙的心脏上搭成了T字形的两座“桥”。当小龙家人感谢救命恩人时,赵强只说了三个字:“应该的。”

他的个人年主刀手术量长期保持在上千例,是我国个人手术量最大的心脏外科专家之一。在瑞金医院,他几乎每天都要完成一些外院转来无法治疗的疑难重症病人,不断创造奇迹。

医生最困难的不是失败,而是失去热情

赵强选择考医科大学是出于父母的建议,后来在南通医学院学习的五年间,渐渐喜欢上这个行业。实习时他在无锡第二人民医院第一次真正接触到了外科。他印象最深的是有一天遇到一位因为外伤导致气胸的病人,病人已经不能自主呼吸,赵强作为实习医生干脆利落,用最短的时间给病人进行了气管插管,上呼吸机,最终抢救成功,那是他第一次感到拯救成功的成就感。

本科毕业,赵强考入了上海医学院石美鑫教授的博士研究生。上世纪80年代,国内的心脏病患者大多是先天性心脏病和风湿性心脏病,冠心病、瓣膜病的发病率已有上升的趋势,但是我国在此领域的发展尚且滞后。赵强印象中最艰难的手术之一,就是在这个时期做的。那个病人已经是第三次瓣膜手术,前两次都是其他医院做的,心脏里面的解剖结构全都乱了,病人的心功能很差,病变非常复杂。虽然如此艰难,但是如果不做手术的话,病人就没有生路了。当时三十多岁的赵强和同事们在手术室奋战了十八个小时,终于顺利完成了这台手术。

在拿到无数大奖的纪录片《人间世》第一集《救命》中,赵强是电视台编导秦博最为佩服的一位,无论是抢救主动脉破裂的急救,还是高难度的心脏移植,或者是全国没几个人会做的“剖开半个人”的马凡综合症手术,都显示出他临危不惧的大将风范、精湛高超的手术技术和丰富的临床经验。

《人间世》节目中的马凡综合征患者王斌和刘靖,前者因为术后出现急性肾衰竭没挺过去。刚经历一次失败的赵强并没有因为担心名声受累而拒绝刘靖一家人,毅然倾尽全力去救治,经过32个小时的手术、9名医生通力合作,这次,刘靖活着出院了。

赵强常说:“医生最困难的不是失败,最困难的是,面对这些失败带来的种种挫折,却不丢失最初的那份热情。正如人体的心脏,是个不断跳动的脏器。只要心跳不停,手术就要照旧。”

赵强微信名叫“每天都要开心”,这个看似普通的名字背后的意思是每天要做心脏手术,而那些经典的病例和手术历历在目,成就了赵强非同寻常的人生体验。

科研,使临床更美好

心肌梗死是人类 健康 的主要“杀手”之一。由于心肌缺血受损、心肌收缩乏力等,心脏不能像以前那样有效地运转,常危及生命,而心肌补片能够修补受损的心肌组织,就像给受损的心脏打一个“补丁”。

赵强教授团队研发出了一种可灌注的多功能心外膜装置,在传统单一的心脏补片基础上增加了内层微通道网络结构,形成三明治的结构,但却薄薄的仅有几毫米。并且整合了给药系统,连接皮下植入的微量泵。将来,医生通过皮下植入的微量泵,可以直接向病人的心脏投递各类治疗物质,包括基因、小分子药物、多肽等生物制剂。该研究成果为心肌梗死及心力衰竭治疗等疾病的治疗开辟了新的思路;为下一步临床转化用于治疗心脏疾病打下了良好基础,这个研究3月15日发表在著名的nature medicine上。

赵强说,一个好医生不但要会看病,还要会动脑筋发现问题,思考问题,解决问题,也就是有临床研究的能力,只有两手都硬,才能真正的做出卓越的医学贡献。科研,可以使临床更美好。

“做好医生技术是必要的,但更重要的是心,要有一颗慈善的、菩萨般的心。做医生得有牺牲精神,可能要牺牲一些时间、精力、金钱,甚至是家人团聚。我现在每天工作十二个小时,深夜也经常被叫来抢救病人,我为什么愿意如此,因为我知道,什么是病人,病人就是需要帮助的人,什么是医生,医生就是白衣天使,就是病人心中的“活菩萨”。所以只要病人一息尚存,我们必当竭尽全力!”

撰 文| 朱凡

编 辑 | 耳苠丰

ACC 肾上腺皮质癌

BLCA 膀胱尿路上皮癌

BRCA 乳腺癌浸润癌

CESC 宫颈鳞状细胞癌和宫颈内腺癌

CHOL 胆管癌

COAD 结肠腺癌

DLBC 淋巴肿瘤弥漫性大 B 细胞淋巴瘤

ESCA食管癌

GBM 多形性胶质母细胞瘤

HNSC 头颈部鳞状细胞癌

KICH肾嫌色剂

KIRC 肾肾透明细胞癌

KIRP 肾肾乳头状细胞癌

LAML 急性髓系白血病

LGG 脑低级胶质瘤

LIHC 肝细胞癌

LUAD 肺腺癌

LUSC 肺鳞状细胞癌

MESO 间皮瘤

OV 卵巢浆液性囊腺癌

PAAD 胰腺癌

PCPG嗜铬细胞瘤和副神经节瘤

PRAD 前列腺癌

阅读直肠腺癌

SARC肉瘤

SKCM 皮肤皮肤黑色素瘤

STAD 胃腺癌

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胸腺瘤

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