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生命科学基礎Ｃ 第７回 外界の刺激の受容 和田 勝 東京医科歯科大学教養部 生得的行動の解発 鍵刺激 鍵刺激 検出機構 プログラム 発生器 行動 鍵刺激 検出機構 プログラム 発生器 行動 刺激と反応 音、光、匂いなど 外界からの刺激 受容器 個体 中枢神経系 効果器 反応 いろいろな行動 刺激の受容 刺激の受容器として感覚器をもっている 感覚器には、刺激によって興奮する感覚細 胞（受容器細胞）が多数ある 興奮に必要な最小刺激を、閾値という 感覚器によって受容できる刺激の種類 は決まっている。これをその感覚器の、 適刺激という 感覚の種と質と強さ ●感覚には、異なる種（modality）がある 異なる種に対応して、異なる感覚器がある ●同一の種の中にも、異なる質（quality）がある 質とは、音の高さの違いとか色の違い ●質や強さ（intensity）の違いは、同じ感覚器で 受容 感覚・知覚・認知 刺激を受容し、中枢でそれを認めることを 感覚（sensation）という 質や強さを区別し、それらの時間的な経過 を認めることを知覚（perception）という いくつかの知覚を総合して、知覚されたもの が何であるかを認める中枢のはたらきを認知 （recognition）という 感覚の種類 受容器が特殊化していない感覚 受容器が特殊化している感覚 ● 受容器が特殊化していない ａ）体性感覚 ①皮膚感覚．．．痛覚、触覚、圧覚、温度感覚 ②深部感覚．．．深部痛覚 ｂ）内臓感覚 ①内臓痛覚 ②臓器感覚 感覚の種類 ● 特殊感覚 ａ）味覚（taste） ｂ）嗅覚（smell, olfaction） ｃ）前庭覚（acceleration and gravity） ｄ）聴覚（hearing） ｅ）視覚（vision） ここでは特殊感覚だけに限って話を進める 感覚細胞の種類 感覚細胞が刺激を受容する様式は、大きく分け て次の２種類しかない ●機械的刺激 ・・・・・ 前庭感覚、聴覚 有毛細胞 ●化学的刺激 ・・・・・ 視覚、味覚、嗅覚 受容体 聴覚・前庭覚（耳の構造） コルチ器官の外有毛細胞 有毛細胞の電気的性質 有毛細胞の受容器電位 蝸牛の 構造 蝸牛を引 き伸ばした 模式図 基底膜の 構造 音を聞き 分ける 運動と姿勢の感覚 三半規管の構造 リンパの動きと 有毛細胞 視覚（眼の構造） 網膜の構造 二種類の 視細胞 桿細胞とロドプシン 外節円盤膜内のロドプシン オプシンのアミノ酸配列 ヒトオプシンのアミノ酸配列（青い部分は膜貫通ドメ イン） 1 11 21 31 41 51 1 MNGTEGPNFY VPFSNATGVV RSPFEYPQYY LAEPWQFSML AAYMFLLIVL GFPINFLTLY 60 61 VTVQHKKLRT PLNYILLNLA VADLFMVLGG FTSTLYTSLH GYFVFGPTGC NLEGFFATLG 120 121 GEIALWSLVV LAIERYVVVC KPMSNFRFGE NHAIMGVAFT WVMALACAAP PLAGWSRYIP 180 181 EGLQCSCGID YYTLKPEVNN ESFVIYMFVV HFTIPMIIIF FCYGQLVFTV KEAAAQQQES 240 241 ATTQKAEKEV TRMVIIMVIA FLICWVPYAS VAFYIFTHQG SNFGPIFMTI PAFFAKSAAI 300 301 YNPVIYIMMN KQFRNCMLTT ICCGKNPLGD DEASATVSKT ETSQVAPA ７回膜貫通型のタンパク質 Ｇタンパク連結型受容体 オプシンの構造推定図 桿細胞に 光があたると 光によってレチナール の形が変わる レチナールが離脱 オプシンがトランスデュ ーシン（Ｇタンパク質）を 活性化 Naチャンネルが閉じる 伝達物質の放出止まる 桿細胞での伝達物質放出 Naチャンネルが開いているのは、cGMP がチャンネルと結合しているから 桿細胞での伝達物質放出 オプシンはトランスデューシンを活性化 し、これがPDEを活性化。その結果、 cGMPが分解される 桿細胞での伝達物質放出 パッチクラ ンプ法で直 接光を当て たとき パッチクラ ンプ法で直 接cGMPを 与えたとき 神経系の機能 神経系のお話はこれでおしまい いくつかのキーワードを復習してみれば ●ニューロンの形態と機能 ●終板におけるアセチルコリンのはたらき ●ニコチニック受容体とムスカリニック受容体 ●早い伝達と遅い伝達 ●伝達の修飾 など、など