Większość poznanych dotychczas receptorówreceptory czuciowereceptorów należy do zróżnicowanej rodziny związanej z białkami G (ang. G‑protein‑coupled receptors, GPCRs). Ich obecność stwierdzono u bakterii, grzybów, zwierząt, a nawet roślin! Mają one specyficzną budowę, co jednoznacznie powala na odróżnienie ich od innych struktur błonowych. Pojedynczy łańcuch polipeptydowy jest zwinięty w taki sposób, że siedmiokrotnie wchodzi do wnętrza komórki i z niego wychodzi. Fragment aminowy łańcucha znajduje się na zewnątrz komórki, gdzie odpowiada za wiązanie różnych struktur, np. ligandówligandligandów. Natomiast fragment karboksylowy umiejscowiony jest w cytoplazmie. Wchodzi tu w interakcje z grupą białek cytoplazmatycznych (białka Gbiałka Gbiałka G).

Uszkodzenie tych niezwykle delikatnych i nietrwałych struktur może być u człowieka przyczyną wielu chorób, w tym astmy i nowotworów. U zwierząt bezkręgowych, cechujących się brakiem odporności nabytej, receptory GPCR uczestniczą m.in. w mechanizmie obronnym przed patogenami. Jak wykazały badania krzepnięcia krwi skrzypłocza atlantyckiego, opublikowane przez Reboul i Ewbank w 2016 r., komórki hemolimfy (amebocyty) wydzielają szereg czynników obronnych w reakcji na obecność bakterii. Obecność proteaz łączących się z lipopolisacharydem powoduje odcięcie końców aminowych GPCR, co z kolei aktywuje szlak sygnałowy i wzmaga reakcję odpornościową organizmu.

Na podstawie rodzaju odbieranych informacji receptory dzieli się na:

fotoreceptory (m.in. czopki i pręciki oka)

W toku ewolucji detektory światła rozwinęły się od prostych skupisk komórek wykrywających natężenie światła do złożonych narządów tworzących obrazy. FotoreceptoramifotoreceptoryFotoreceptorami są tu komórki czuciowe zawierające pigment absorbujący światło. U wirków para prostych oczu położona jest w części głowowej. Światło wprowadzane jest przez otwór, gdzie nie występują komórki barwnikowe. Różnica potencjału czynnościowego obu oczu umożliwia mu oddalanie się w miejsca zacienione, by ukryć się przed drapieżnikiem. Jedną z cech wyróżniających owady i skorupiaki są ich oczy złożone. Składają się z kilku tysięcy omatidiówomatidiumomatidiów, z których każdy ma własną soczewkę i wykrywa światło z niewielkiego pola widzenia.

RaLMM2oC8kEOx
Oczy złożone z omatidiów.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o. o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Świetnie wykrywają ruch, mają doskonałą zdolność widzenia kolorów, a nawet wykrywają ultrafiolet. Oczy z pojedynczą soczewką są cechą charakterystyczną meduz, wieloszczetów, pająków, mięczaków, ryb, płazów, gadów, ptaków i ssaków. Oczywiście sama budowa tego oka oraz mechanizm widzenia są różne u każdej z grup. Światło wpada tu przez otwór zwany źrenicą, której wielkość może być regulowana przez tęczówkę. Za źrenicą pojedyncza soczewka skupia światło na warstwie receptorów. U bezkręgowców, np. ośmiornic, oraz ryb mięśnie poruszają soczewką w przód lub tył, regulując w ten sposób ostrość widzenia na bliższe i dalsze odległości. U ssaków ogniskowanie zawdzięczamy zmianie kształtu soczewki. Komórki fotoreceptorów u człowieka występują w postaci pręcików i czopków położonych na siatkówce w tylnej części gałki ocznej. Czopki odbierają wrażenia barwne, natomiast pręciki są wrażliwe na ruch i natężenie światła.

termoreceptory (m.in. detektory podczerwieni u węży)

Odczuwanie ciepła i zimna, zarówno u człowieka, jak również wielu innych kręgowców, zawdzięczamy termoreceptoromtermoreceptorytermoreceptorom. Zlokalizowane są one na skórze oraz w przedniej części podwzgórza, skąd informacje są przesyłane do „termostatu” w tyle podwzgórza. Co ciekawe, receptory aktywowane przez chemiczną substancję kapsaicynę (znajdującą się m.in. w ostrych paprykach cayenne) są także pobudzane przez wysoką temperaturę przekraczającą 42Indeks górny oC! Mentol aktywuje natomiast receptor typu TRP dla temperatury poniżej 28Indeks górny oC. Jadowite węże oraz dusiciele, w parze narządów na głowie położonych poniżej oczu, mają ponadto receptory wykrywające podczerwień emitowaną przez ciepłą ofiarę.

RrrIsfyWqZuq5
Głowa samca pytona dywanowego (Murray Darling) z widocznymi otworami z sensorami temperatury.
Źródło: Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 3.0.
mechanoreceptory (m.in. narząd słuchu, ciśnienia krwi, dotyku i ucisku)

MechanoreceptorymechanoreceptoryMechanoreceptory składają się zazwyczaj z kanałów jonowych połączonych ze strukturami wychodzącymi poza komórki, np. rzęskami oraz cytoszkieletem komórek. Pod wpływem bodźca następuje zmiana potencjału błony (depolaryzacja). Receptor rozciągania u kręgowców wykrywa ruch mięśni, wywołując znany odruch kolanowy. U niektórych kręgowców, jak gryzonie czy koty, wyjątkowo wrażliwe mechanoreceptory znajdują się u podstawy wibrysówwibrysywibrysów, co dostarcza szczegółowych informacji o znajdujących się w otoczeniu przedmiotach. Szczególne znaczenie wśród mechanoreceptorów mają zakończenia neuronów czuciowych, które odpowiadają za zmysł dotyku u ssaków. Receptory wykrywające delikatny dotyk lub drganie znajdują się blisko powierzchni skóry, natomiast te wykrywające silny nacisk lub drgania położone są znacznie głębiej.

W przypadku słuchu oraz równowagi mechanoreceptory odpowiedzialne za odbieranie bodźców u większości zwierząt są powiązane. Komórki mechanoreceptorowe wytwarzają tu potencjały receptorowe. Ruch płynu lub osiadające drobinki powodują odkształcenia struktur. W statocystach bezkręgowców ułożenie statolitów w określonej przestrzeni pęcherzyka powoduje uginanie rzęsek na komórkach receptorowych, co dostarcza informacji o sile ciążenia i położeniu. U człowieka podobne znaczenie mają kanały półkoliste ucha wewnętrznego.

Większość płazów wodnych oraz ryb ma zdolność wykrywania fal o niskiej częstotliwości. Jest to mechanizm słuchu i równowagi. Odpowiada za niego linia boczna położona po obu bokach ciała. Receptory tworzą tu skupiska komórek osadzonych w osklepku. Woda wnikająca przez mikropory powoduje zaginanie osklepka i depolaryzację komórek słuchowych, wytwarzając potencjał czynnościowy. Odebrane zostają informacje zarówno o własnym położeniu, szybkości ruchu, jak i o wibracjach emitowanych przez inne organizmy.

chemoreceptory (m.in. narząd węchu, smaku, pH krwi)

Wśród chemoreceptorówchemoreceptorychemoreceptorów znajdują się struktury, które przekazują informacje o całkowitym stężeniu substancji rozpuszczonych, jak również o cząsteczkach specyficznych. Jedne z najbardziej czułych receptorów węchu znajdują się w czułkach jedwabnika morwowego. Wykrywają one tylko związki chemiczne feromonu płciowego samicy. Te cząsteczki sygnałowe wiążą się ze specyficznym chemoreceptorem w błonie komórki czuciowej i powodują zmianę potencjału jonowego. W mózgu ssaków osmoreceptory wykrywają zmiany potencjału substancji rozpuszczonych w krwi, stymulując pragnienie. Wiele zwierząt ma także receptory substancji specyficznych, jak glukoza czy tlen. Wartymi podkreślenia są także chemoreceptory umożliwiające odczuwanie smaku oraz węchu. Te pierwsze zlokalizowane są w kubkach smakowych na języku. Mają one różną budowę i reagują na potencjał substancji chemicznych rozpuszczonych w ślinie. Receptory węchu u kręgowców położone są w obrębie jamy nosowej na tzw. opuszce węchowej składającej się z neuronów synaptycznych i rzęskowych. Związki chemiczne aktywują węchowe białko G we wnętrzu receptora, co następnie powoduje aktywację liazy i otwarcie cyklicznych kanałów jonowych.

receptory elektromagnetyczne

Receptory elektromagnetycznereceptory elektromagnetyczneReceptory elektromagnetyczne umożliwiają wyłapywanie z środowiska różnych form energii elektromagnetycznej, np. w postaci światła czy magnetyzmu. Wiele zwierząt oprócz odbierania takich bodźców ma także zdolność ich emisji. Niektóre ryby wytwarzają prąd elektryczny lub wykorzystują elektroreceptory do lokalizacji obiektów i ofiar. Na dziobie dziobaka prawdopodobnie istnieją receptory wykrywające pole elektryczne wytwarzane przez mięśnie zwierząt, którymi się żywi. Wyczuwanie pola magnetycznego umożliwia także wielu gatunkom migracje. Łososie, gołębie, żółwie, mięczaki czy pszczoły mają zdolność orientacji na podstawie ziemskiego pola magnetycznego.

receptory bólu (nocyceptory)

Umożliwiają wykrywanie bodźców zagrażających organizmowi i uszkadzających tkanki. Substancje produkowane w organizmach zwierząt (m.in. prostaglandyny) czasami zwiększają percepcję bólu, co umożliwia reakcję na szkodliwy bodziec.

Słownik

białka G
białka G

białka adaptorowe dla receptorów metabotropowych; wykazują dużą aktywność GTPazy, katalizują hydrolizę GTP do GDP; istnieje wiele podtypów tych białek, które różnią się sposobem pobudzania oraz pobudzanymi efektorami; biorą udział m.in. w przekaźnictwie hormonalnym

chemoreceptory
chemoreceptory

receptory wrażliwe na bodźce chem. pochodzące ze środowiska zewnętrznego (smakowe, węchowe) i wewnętrznego organizmu

fotoreceptory
fotoreceptory

komórki reagujące na światło, czyli na widzialną część widma słonecznego

ligand
ligand

każda cząsteczka wiążąca się specyficznie z inną, zwykle większą cząsteczką, tzw. receptorem komórkowym, np. acetylocholina i receptor acetylocholinowy

mechanoreceptory
mechanoreceptory

receptory podatne na bodźce mechaniczne

nocyceptory
nocyceptory

inaczej receptory bólowe; nagie zakończenia nerwowe reagujące na bodźce powodujące uszkodzenia tkanek; generują bodźce, które pobudzają wytwarzanie w tkankach białka kininy, prowadzącego do depolaryzacji zakończeń nerwowych i wyzwolenia impulsów bólowych

omatidium
omatidium

podstawowy element budowy oka złożonego; ma kształt wydłużonego stożka i jest zbudowane z przejrzystej rogówki pochodzenia oskórkowego, aparatu dioptrycznego, aparatu receptorycznego i izolacji pigmentowej

receptory czuciowe
receptory czuciowe

struktury organizmu wrażliwe na bodźce środowiska zewnętrznego i wewnętrznego oraz związane z narządami ruchu; wchodzą w skład narządów zmysłów; ze względu na rodzaj odbieranej informacji wyróżnia się m.in. fotoreceptory, chemoreceptory, mechanoreceptory

receptory elektromagnetyczne
receptory elektromagnetyczne

receptor energii elektromagnetycznej takiej, jak światło widzialne, elektryczność czy magnetyzm

termoreceptory
termoreceptory

receptory ciepła i zimna

wibrysy
wibrysy

długie, sztywne dotykowe włosy czuciowe zwierząt na wardze górnej (tzw. wąsy), także na dolnej i podbródku, np. kotów