TERMORESEPTOR: PADA MANUSIA, PADA HEWAN, PADA TUMBUHAN - BIOLOGI - 2025

The thermoreceptors adalah mereka reseptor yang memiliki banyak organisme hidup yang mempersepsikan hal rangsangan di sekitar. Mereka bukan hanya tipikal hewan, karena tumbuhan juga perlu mencatat kondisi lingkungan di sekitarnya.

Deteksi atau persepsi suhu adalah salah satu fungsi sensorik yang paling penting dan seringkali penting untuk kelangsungan hidup spesies, karena memungkinkan mereka untuk merespons perubahan termal yang khas dari lingkungan tempat mereka berkembang.

Crotalus willardi, dengan salah satu dari dua lubang kranial (termoreseptor) yang terlihat di antara hidung dan mata. Robert S. Simmons.

Studinya mencakup bagian penting dari fisiologi sensorik dan, pada hewan, itu dimulai sekitar tahun 1882, berkat eksperimen yang mampu menghubungkan sensasi termal dengan stimulasi lokal pada situs sensitif pada kulit manusia.

Pada manusia ada termoreseptor yang cukup spesifik sehubungan dengan rangsangan termal, tetapi ada juga yang lain yang merespons rangsangan "dingin" dan "panas", serta beberapa bahan kimia seperti kapsaisin 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 tumbuhan, keberadaan protein yang dikenal sebagai fitokrom sangat penting untuk persepsi termal dan respons pertumbuhan yang terkait dengannya.

Termoreseptor pada manusia

Manusia, seperti hewan mamalia lainnya, memiliki serangkaian reseptor yang memungkinkan mereka berhubungan lebih baik dengan lingkungan melalui apa yang disebut "indra khusus".

"Reseptor" ini tidak lebih dari bagian akhir dari 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 via 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: yang merasakan suhu, sentuhan, tekanan, nyeri, cahaya dan suara, rasa dan bau, misalnya.

Proprioceptors mengkhususkan diri dalam transmisi rangsangan yang berkaitan dengan ruang dan gerakan menuju sistem saraf pusat, sedangkan interoceptors bertugas mengirimkan sinyal sensorik yang dihasilkan di dalam organ tubuh.

Eksteroseptor

Dalam kelompok ini ada tiga jenis reseptor khusus yang dikenal sebagai mechanoreceptors, thermoreceptors dan nociceptors, yang masing-masing mampu bereaksi terhadap sentuhan, suhu, dan rasa sakit.

Pada manusia, termoreseptor memiliki kemampuan untuk merespons perbedaan suhu 2 ° C dan disubklasifikasi menjadi nosiseptor panas, dingin, dan sensitif suhu.

- Reseptor panas belum diidentifikasi dengan benar, tetapi dianggap sesuai dengan ujung serabut saraf "telanjang" (bukan mielin) yang mampu merespons peningkatan suhu.

- Termoreseptor dingin muncul dari ujung saraf mielin yang bercabang dan ditemukan terutama di epidermis.

- Nociceptors mengkhususkan diri dalam menanggapi rasa sakit akibat tekanan mekanis, termal dan kimiawi; Ini adalah ujung serat saraf mielin 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 mekanis.

Seperti kasus beberapa reseptor pada kulit ikan dan amfibi, beberapa kucing dan monyet, yang mampu merespon stimulasi mekanis dan termal (karena suhu tinggi atau rendah).

Pada hewan invertebrata, kemungkinan adanya reseptor termal juga telah dibuktikan secara eksperimental, namun, memisahkan respons fisiologis sederhana terhadap efek termal dari respons yang dihasilkan oleh reseptor tertentu 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-artropoda yang telah dibuktikan.

Demikian pula, berbagai penulis menunjukkan kemungkinan bahwa beberapa ektoparasit hewan berdarah panas dapat mendeteksi keberadaan inangnya di sekitarnya, meskipun hal ini belum banyak dipelajari.

Pada vertebrata seperti beberapa spesies ular dan kelelawar penghisap darah tertentu (yang memakan darah), ada reseptor infra merah yang mampu merespon rangsangan termal “inframerah” yang dipancarkan oleh mangsanya yang berdarah panas.

Foto kelelawar penghisap darah ("vampir") (Sumber: Ltshears via Wikimedia Commons)

Kelelawar "vampir" memiliki mereka di wajah mereka dan membantu mereka menentukan keberadaan ungulata yang berfungsi sebagai makanan, sementara boa "primitif" dan beberapa spesies crotaline beracun memiliki mereka di kulit mereka dan ini adalah ujung saraf bebas yang mereka bercabang.

Bagaimana mereka bekerja?

Termoreseptor bekerja dengan cara yang kurang lebih sama pada semua hewan dan pada dasarnya mereka melakukannya untuk memberi tahu organisme di mana mereka adalah bagian dari suhu sekitarnya.

Seperti yang telah dibahas, reseptor ini sebenarnya adalah terminal saraf (ujung neuron yang terhubung ke sistem saraf). Sinyal listrik yang dihasilkan hanya dalam beberapa milidetik dan frekuensinya sangat bergantung pada suhu lingkungan dan paparan perubahan suhu yang tiba-tiba.

Dalam 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 durasinya.

Saluran ion sensitif panas

Persepsi termal dimulai dengan aktivasi termoreseptor di ujung saraf saraf tepi di 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 penemuan mereka memungkinkan untuk menjelaskan secara lebih mendalam mekanisme persepsi termal.

Identitas molekuler saraf yang merespons dingin atau panas bergantung pada ekspresi saluran ion yang peka panas (Sumber: David D. McKemy via 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 pembangkit listrik, juga penting untuk dapat mendeteksi setiap perubahan termal yang terjadi di lingkungan dan memberikan tanggapan.

Beberapa penelitian tentang persepsi termal pada tumbuhan mengungkapkan bahwa hal itu sering kali bergantung pada protein yang disebut fitokrom, yang juga berperan dalam mengontrol berbagai proses fisiologis pada tumbuhan tingkat tinggi, di antaranya adalah perkecambahan dan perkembangan bibit. berbunga, dll.

Fitokrom memainkan peran penting dalam menentukan jenis tanaman yang terkena radiasi dan mampu bertindak sebagai "sakelar" molekuler yang menyala di bawah cahaya langsung (dengan proporsi cahaya merah dan biru yang tinggi), atau yang mematikan di tempat teduh (proporsi radiasi "merah jauh" tinggi).

Representasi skematis dari fitokrom aktif (Pr) dan tidak aktif (Pfr) (Sumber: Bengt A.Lüers - BiGBeN_87_de via Wikimedia Commons)

Aktivasi beberapa phytochromes mendorong pertumbuhan "kompak" dan menghambat pemanjangan dengan bertindak sebagai faktor transkripsi untuk gen yang terlibat dalam proses ini.

Namun, telah dibuktikan bahwa, dalam beberapa kasus, aktivasi atau inaktivasi fitokrom dapat tidak bergantung pada radiasi (cahaya merah atau merah jauh), yang dikenal sebagai "reaksi pengembalian gelap", yang kecepatannya tampaknya bergantung pada suhu.

Temperatur tinggi mendorong inaktivasi yang cepat dari beberapa fitokrom, menyebabkannya berhenti bekerja sebagai faktor transkripsi, mendorong pertumbuhan melalui pemanjangan.

Referensi

1. Brusca, RC, & Brusca, GJ (2003). Invertebrata (No. QL 362. B78 2003). Basingstoke.
2. Feher, JJ (2017). Fisiologi manusia kuantitatif: pengantar. Pers akademis.
3. Hensel, H. (1974). Termoreseptor. Review tahunan fisiologi, 36 (1), 233-249.
4. Kardong, KV (2002). Vertebrata: anatomi komparatif, fungsi, evolusi. New York: McGraw-Hill.
5. 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
6. Rogers, K., Craig, A., & Hensel, H. (2018). Encyclopaedia Britannica. Diakses pada 4 Desember 2019, di www.britannica.com/science/thermoreception/Properties-of-thermoreceptors
7. Zhang, X. (2015). Sensor molekuler dan modulator thermoreception. Saluran, 9 (2), 73-81.