Organizacja czynności czuciowych (cz.I)

• Etapy poznania czucie, wrażenie, percepcja

• Klasyfikacja, swoistość i adaptacja receptorów

• Czynność narządu wzroku

• Fizjologia pozostałych zmysłów

Klasyfikacja receptorów (1)

1. Biorąc pod uwagę energię bodźców, wyróżnia się zasadniczo 5 różnych typów receptorów:

• Mechanoreceptory - wykrywające odkształcenia tkanek, ucisk, dotyk i wibrację

• Termoreceptory - wykrywające zmiany temperatury otoczenia

• Receptory bólowe (nocyreceptory) - pobudzane bodźcami uszkadzającymi tkanki

• Fotoreceptory - wykrywające działanie energii świetlnej na siatkówkę

• Chemoreceptory - zdolne do reagowania na zmiany składu chemicznego płynów ustrojowych, jak zmiany pH, prążności gazów oddechowych, osmolarności. Do tej grupy zalicza się również receptory węchu i smaku.

2. Podział Sherringa - uwzględnia lokalizację i pochodzenie bodźców dla receptorów

• Eksteroceptory - reagują na bodźce ze środowiska zewnętrznego (temperatura, ucisk, uszkodzenia tkanek)

• Telereceptory - obejmują narząd wzroku, słuchu i węchu; informują o zmianach zachodzących w bardziej odległym otoczeniu

• Interoceptory - zlokalizowane w narządach wewnętrznych i wrażliwe na zmiany w środowisku wewnątrzustrojowym

• Proprioceptory - występują w mięśniach, stawach, torebkach stawowych i błędniku, służą do odbierania informacji o zmianach w napięciu i długości mięśni, położeniu kończyn względem siebie i tułowia oraz ruchu ciała w przestrzeni

3. Podział uwzględniający lokalizację samych receptorów wyróżnia receptory:

• Powierzchowne (dotyk, ucisk, ciepło i zimno)

• Głębokie (położenie, wibracja, głęboki ucisk i głęboki ból)

• Trzewne (głód, pragnienie, nudności i ból trzewny)

• Specjalne (wzrok, smak, węch i równowaga

FIZJOLOGICZNA JEDNOSTKA CZUCIA - pierwotne włókno aferentne, którego wypustki łączą się z licznymi receptorami tego samego typu. W wyniku impulsacji aferentnej wysyłanej przez podrażnione receptory powstaje stan pobudzenia w odpowiednich ośrodkach CNS i może powstać w mózgu subiektywne odczucie bodźca, czyli wrażenie zmysłowe.

POLE RECEPCYJNE - obszar, z którego pojedyncze włókno nerwowe może być pobudzane. Wielkość pola waha się od punktu, w którym znajduje się pojedynczy receptor, do znacznych obszarów skóry z receptorami tego samego typu

Wzrok:

• Punkt wysunięty najbardziej do przodu to biegun przedni, analogiczny punkt z tyłu gałki ocznej określany jest jako biegun tylny.

• Linia łącząca oba bieguny nosi nazwę osi zewnętrznej lub wzrokowej gałki ocznej. Największy obwód gałki nosi nazwę równika gałki ocznej.

W gałce ocznej wyróżnia się ścianę i zawartość gałki ocznej.

Ściana zbudowana jest z:

• Błony włóknistej - przymocowują się do niej mięśnie, chroni miękką część gałki. Budowana jest przez część tylną (TWARDÓWKĘ) i przednią przezroczystą (ROGÓWKĘ). Przez rogówkę widoczna jest tęczówka i źrenica.

• Błona naczyniowa - złożona z części tylnej (NACZYNIÓWKI), środkowej (CIAŁO RZĘSKOWE) i przedniej (TĘCZÓWKI)

Tęczówka - pośrodku tęczówki znajduje się otwór zwany źrenicą. Tęczówka dzieli przestrzeń między rogówką, a soczewką na dwie komory przednią i tylną, kontaktujące się ze sobą przez otwór źreniczny. Składa się z wielu warstw, a główną z nich jest zrąb tęczówki. Blisko zrębu znajdują się dwa mięśnie zwieracz i rozwieracz źrenicy.

• Błona wewnętrzna gałki ocznej - SIATKÓWKA

ZAWARTOŚĆ GAŁKI OCZNEJ

• Ciecz wodnista - wypełnia przednią i tylną komorę oka, jej funkcję jest odżywianie nie ukrwionych tworów oka (soczewki i rogówki), a także nadanie właściwego kształtu gałce ocznej.

1. Komora przednia; ograniczana jest rogówką, tęczówką oraz częściowo przez soczewkę

2. Komora tylna - ograniczona jest tylną powierzchnią tęczówki częściowo soczewką, ciałem rzęskowym oraz ciałem szklistym

• Soczewka - dwuwypukły twór, silnie łamiący światło leży między tęczówką, a ciałem szklistym

• Ciało szkliste - leży za soczewką, przezroczysta galaretowata masa, utrzymuje prawidłowe ciśnienie w gałce ocznej.

Układ optyczny oka

Utworzony jest ze struktur i płynów przejrzystych załamujących promienie świetlne.

Są to (w kierunku od zewnątrz gałki ocznej): rogówka, ciecz wodnista (wypełniająca komorę przednią gałki ocznej), soczewka i ciało szkliste.

Padające równolegle na rogówkę promienie załamują się i skupiają w ognisku leżącym na siatkówce.

Oś układu optycznego nie pokrywa się z osią widzenia. W soczewce obie osie krzyżują się i oś patrzenia pada a dołek środkowy plamki żółtej.

Siła załamywania układu optycznego oka człowieka w czasie patrzenia w dal wynosi +66,7 dioptrii.

Obraz powstający na siatkówce jest rzeczywisty, pomniejszony i odwrócony.

Układ optyczny oka może ulec uszkodzeniu pod wpływem zbyt długiego naświetlania promieniami nadfiletowymi (np. ślepota sniegowa) lub promieniami podczerwonymi (zaćma).

Akomodacja i błędy refrakcji

AKOMODACJA - zdolność do zmiany siły refrakcji (zdolność do zmiany kąta załamania promieni świetlnych). Szerokość (zakres) akomodacji określa różnicę pomiędzy refrakcją oka ustawionego na patrzenie w dal, a refrakcją przy patrzeniu ma najbliższy punkt (punkt bliży wzrokowej) przy zachowaniu ostrości (głębi wzrokowej). Siła refrakcji może się zwiększać u dzieci o 12D, a punkt bliży wyznaczony jest na 8,3 cm od oka.

Błędy refrakcji

OKO MIAROWE - oko, którego układ optyczny skupia promienie biegnące równolegle dokładnie na siatkówce

OKO NIEMIAROWE - oko, którego układ optyczny skupia promienie biegnące równolegle przed lub za siatkówką. Występują dwie postacie niemiarowości daleko i krótkowzroczność

1. NADWZROCZNOŚĆ - jest to wada spowodowana albo zbyt krótką gałką oczną w stosunku do prawidłowej siły refrakcji oka, albo zbyt słabą refrakcją oka względem prawidłowej długości osi optycznej

2. KRÓTKOWZROCZNOŚĆ - jest to wada spowodowana albo zbyt długą gałką oczną w stosunku do prawidłowej siły refrakcji oka albo zbyt dużą siłą refrakcji przy prawidłowej długości gałki ocznej

3. NIEZBORNOŚĆ OKA (ASTYGMATYZM) - wada spowodowana zmianą kształtu sferycznego rogówki lub soczewki i nierównomiernym załamywaniem promieni docierających do gałki ocznej

BUDOWA SIATKÓWKI

1. Część wzrokowa siatkówki (część tylna)

2. Część ślepa siatkówki (część przednia)

W pobliżu bieguna tylnego występuje okrągławe, białawe pole tzw. tarczka nerwu wzrokowego, a w bok od niego plamka żółta - miejsce najostrzejszego widzenia.

Siatkówka składa się z 10 warstw, do najistotniejszych można zaliczyć:

• Warstwa barwnikowa - komórki nabłonkowe zawierające melaninę, pochłaniają większość światła docierającego do siatkówki, fagocytują złuszczone fragmenty fotoreceptorów i są magazynem retinolu (witaminy A) niezbędnej do syntezy rodopsyny

• Warstwa fotoreceptorową zbudowana z komórek światłoczułych czyli czopków i pręcików (pierwszy neuron - czopki i pręciki)

• Warstwa komórek dwubiegunowych (drugi neuron)

• Warstwa komórek zwojowych, wielobiegunowych (trzeci neuron), zlokalizowanych najbliżej ciała szklistego

Aksony tych komórek zbiegają się w tarczy nerwu wzrokowego i tworzą nerw wzrokowy opuszczający gałkę oczną przez blaszkę sitowatą twardówki.

BUDOWA SIATKÓWKI

Warstwa fotoreceptorowa

1. Morfologia - oba typy komórek składają się z

• Odcinka wewnętrznego zawierającego jądro, mitochondria i pęcherzyki synaptyczne

• Odcinka zewnętrznego zawierającego błoniaste dyski, stale wytwarzane u podstawy odcinka zewnętrznego, migrujace do góry i ulegające złuszczaniu

BŁONIASTE DYSKI zawierają barwnik wzrokowy - RODOPSYNĘ, pochłaniającą promienie świetlne.

RODOPSYNA = OPSYNA (białko) + 11-cis-retinen (analog witaminy A)

• Pręciki zawierają tylko jeden typ opsyny

• Czopki zawierają trzy typy opsyny (czerwoną, zieloną i niebieską)

FUNKCJE FOTORECEPTORÓW

1. PRĘCIKI

• Absorbują więcej światła niż czopki ponieważ zawierają więcej rodopsyny, oraz mogą wykrywać światło docierające do oka pod różnym kątem

• Reagują większą odpowiedzią na każdy foton zaabsorbowanego światła

• Pręciki pozostają spolaryzowane dłużej niż czopki dlatego łatwiej dochodzi w nich do sumowania pobudzeń

• Odpowiadają za widzenie skotopowe (widzenie o zmroku, rozróżnienie zarysów przedmiotów i orientacja przestrzenna). Związane jest to z ich dużą jednostką czuciową i rozmieszczeniem obwodowym na siatkówce

2. CZOPKI

• Odpowiadają na światło o znacznym natężeniu (mniej rodopsyny)

• Odpowiadają za widzenie fotopowe: ostrość widzenia (lokalizacja na plamce żółtej w centrum siatkówki gzie tworzą się najwyraźniejsze obrazy), dokładne kontury i widzenie barw

• Z fotoreceptorów informacja przekazywana jest na komórki dwubiegunowe siatkówki, a z nich na komórki zwojowe, których aksony tworzą nerw wzrokowy

• Wśród neuronów siatkówki obecne są także komórki poziome (pobudzjące) i komórki amakrynowe (hamujące), które działają modulująco na proces przekazywania sygnałów z fotoreceptorów na komórkę zwojową.

• W plamce żółtej jedna komórka czopkonośna łączy się z jedną komórką dwubiegunową, a ta z jedną komórką zwojową (dokładność widzenia)

• Poza plamką żółtą informacja z komórek pręcikonośnych przekazywana jest na komórki zwojowe poprzez kilka komórkę dwubiegunową (ilość synaps z pręcikami od 30-50) komórki amakrynowe i komórki poziome

• Zaobserwowano również dwa typy neuronów zwojowych: jedne przekazują informację o pojawieniu się bodźca świetlnego (neurony typu B), a drugie o zmniejszeniu natężenia światła

DROGA WZROKOWA

Neuron I

Komórki światłoczułe (czopki i pręciki)

Neuron II

Komórki dwubiegunowe siatkówki

Neuron III

Komórki zwojowe siatkówki

(aksony tych komórek zbierają się w tarczy nerwu wzrokowego)

Nerw ten po wejściu do jamy czaszki przez kanał wzrokowy tworzy skrzyżowanie wzrokowe (włókna z przyśrodkowej części siatkówki), włókna z części bocznej nie ulegają skrzyżowaniu.

Neuron IV

Komórki ciała kolankowatego bocznego

(ich aksony tworzą promienistość wzrokową)

OŚRODEK WIDZENIA ZNAJDUJE SIĘ W PŁACIE POTYLICZNYM!!!

(tu zlokalizowane są I, II i III rzędowe pola wzrokowe Brodmanna 17-19)

Zmysł słuchu i równowagi

UCHO ZEWNĘTRZNE; składa się z:

• małżowiny usznej - zbudowana z chrząstki małżowiny pokrytej skórą, małżowina posiada również więzadła i szczątkowe mięśnie.

• przewodu słuchowego zewnętrznego

• składa się z części bocznej (chrzęstnej) i przyśrodkowej (kostnej)

• Ma około 3,5 cm długości

• Część kostna jest dłuższa od chrzęstnej i leży w kości skroniowej

• Po stronie przyśrodkowej kończy się bruzdą bębenkową do której przymocowana jest błona bębenkowa

UCHO ŚRODKOWE; składa się z:

• Błony bębenkowej - stanowi granicę między uchem zewnętrznym, a środkowym.

• Od strony wewnętrznej przylega do niej młoteczek, którego wierzchołek wciąga błonę do wewnątrz wpuklenie to nosi nazwę pępka

• Składa się z trzech warstw (od zewnątrz): skóry, blaszki właściwej błony bębenkowej, błony śluzowej

• Jama bębenkowa - niewielka przestrzeń powietrzna, położona w części skalistej kości skroniowej, wyścielona błoną śluzową.

• Trąbka słuchowa (Eustachiusza) - łączy jamę bębenkową z górną częścią gardła ma około 3-4 cm długości

• Funkcją trąbki słuchowej jest doprowadzanie powietrza z gardła do jamy bębenkowej w celu utrzymania równowagi ciśnienia po obu stronach

Zmysł słuchu i równowagi

• Kosteczki słuchowe - leżą w górnej części jamy bębenkowej i łączą błonę bębenkową z e ścianą błędnikową jamy bębenkowej

Młoteczek - kształt maczugi. W końcu górnym znajduje się głowa z powierzchnią stawową do połączenia z kowadełkiem. Następnie młoteczek przechodzi w rękojeść, łącząc się z błoną bębenkową.

Kowadełko - kształt trzonowca z dwoma korzeniami. Trzon łączy się stawowo z głową młoteczka. Od kowadełka odchodzą stawowo dwa wyrostki odnoga długa łączy się stawowo z głową strzemiączka, odnoga krótka przymocowana jest do tylnej ściany jamy bębenkowej.

Strzemiączko - składa się z głowy wyposażonej w powierzchnię stawową do połączenia z odnogą długą kowadełka, oraz dwóch odnóg przedniej i tylnej do których przymocowana jest błona strzemiączkowa oraz podstawa strzemiączka.

UCHO WEWNĘTRZNE (BŁĘDNIK) - mieści się w części skalistej kości skroniowej. Składa się z:

• Błędnika kostnego - złożonego ze ślimaka (z narządem słuchu), przedsionka, oraz położonych najbardziej z tyłu kanałów półkolistych (z narządem równowagi). Do błędnika kostnego zalicza się również przewód słuchowy wewnętrzny, którym biegną oba nerwy zmysłowe. Jama błędnika kontaktuje się z uchem środkowym poprzez otwór owalny i okrągły.

• Przedsionek; jego ściana boczna skierowana jest do jamy bębenkowej i zawiera okienko przedsionka, zamknięte podstawą strzemiączka. Ściana boczna jest równocześnie dnem przewodu wewnętrznego słuchowego i zawiera dwa wgłębienia, w których mieszczą się z przodu woreczek, z tyłu łagiewka

• Kanały półkoliste; ustawione w trzech prostopadłych do siebie płaszczyznach. Każdy kanał ma dwie odnogi, z których jedna jest wyraźnie poszerzona i tworzy tzw. bańkę kostną. Kanały uchodzą do przedsionka 5 otworami

• Ślimak; w skład ślimaka wchodzi podstawa, skierowany w bok wierzchołek (zwany także osklepkiem) oraz wrzecionko wyznaczające oś długą ślimaka

Ślimak podzielony jest blaszkami kostnymi spiralną i podstawną na dwie części (przewody) nazwane schodami przedsionka i schodami bębenka

• Błędnik błoniasty - objęty błędnikiem kostnym, nie wypełnia jednak całkowicie wszystkich jego przestrzeni i dlatego między ścianami błędnika kostnego i błoniastego szczelinowate przestrzenie wypełnia PRZYCHŁONKA (perylimfa) o składzie zbliżonym do płynu mózgowo-rdzeniowego, a błędnik błoniasty wypełniony jest ŚRÓDCHŁONKĄ (endolimfą) produkowaną w przewodzie ślimaka i łagiewce i zawierającą duże stężenie jonów potasowych.

W błędniku błoniastym wyróżniamy:

• Łagiewkę i woreczek; z woreczkiem łączy się przewód ślimakowy, z łagiewką trzy przewody półkoliste

Łagiewka i woreczek są pokryte od wewnątrz nabłonkiem jednowarstwowym, a na niektórych obszarach określanych jako plamki statyczne nabłonkiem zmysłowym złożonym z komórek podporowych i zmysłowych.

Do podstawy komórek zmysłowych dochodzą zakończenia włókien nerwowych (dendrytów) pochodzące od nerwu przedsionkowego (VIII)

Komórki te od góry pokrywa warstwa otolitowa (błona kamyczkowa) zawierająca mikroskopijne kamyczki błędnikowe zwane otolitami.

Na wolnej (górnej) części komórek zmysłowych znajduje się jedna długa rzęska kinetocylium i od 30-100 rzęsek krótszych (stereocylia)

Pobudzenia komórek zmysłowych do których dochodzi przy przemieszczeniu się otolitów przekazywane są na zwój nerwu VIII położony na dnie przewodu słuchowego wewnętrznego.

• Przewody półkoliste; przedni, tylny i boczny, leżą w płaszczyznach prostopadłych do siebie

• Przewody półkoliste leżą w kanałach błędnika kostnego i podobnie jak te kanały uchodzą do łagiewki, a przy ujściu rozszerzają się tworząc bańkę

• Bańki wyścielone są nabłonkiem płaskim, ale w niektórych miejscach określanych jako grzebienie baniek nabłonek płaski przechodzi w nabłonek zmysłowy

• Nabłonek zmysłowy wyposażony jest w komórki podporowe i zmysłowe i przykryty galaretowatą substancją nazywaną osklepkiem

CZYNNOŚĆ:

1. Kątowe przyspieszenia są rejestrowane poprzez komórki zmysłowe grzebieni baniek

2. Zmiany położenia głowy są rejestrowane przez komórki zmysłowe plamek statycznych. Największą depolaryzację komórek woreczka powodują boczne zgięcia głowy, a łagiewki zgięcia przednio tylne

DROGA: Depolaryzacja komórki rzęsatej powoduje uwolnienie neurotransmitera i pobudzenie dendrytów neuronów dwubiegunowych, których ciała leżą w zwoju przedsionka na dnie przewodu słuchowego wewnętrznego. Pobudzenie przekazywane jest na nerw przedsionkowo - ślimakowy do jąder przedsionkowych (położonych na granicy mostu i rdzenia przedłużonego. Dalej włókna biegną bezpośrednio do móżdżku, tworu siatkowatego pnia mózgu i rdzenia przedłużonego

• Woreczek, łagiewka i kanały półkoliste wypełnione są endolimfą w skład której wchodzą w dużym stężeniu jony potasu

• Ruchy endolimfy wywołane ruchami głowy lub całego ciała powodują zmiany położenia błony kamyczkowej czy osklepka względem kineto- i stereocyliów

• Zgięcie stereocyliów w kierunku kinetocylium wywołuje depolaryzację tych pierwszych i pobudzenie komórki zmysłowej

• Zgięcie kinetocylium w kierunku stereocyliów wywołuje hiperpolaryzację stereocyliów i zahamowanie przewodzenia

• Ponieważ zmiany transportu jonów są tu powodowane mechanicznie (zgięcie stereocylium) komorki zmysłowe są mechanoreceptorami

Narząd Cortiego:

• Właściwy aparat słuchu oparty jest na błonie podstawnej i zawiera obok licznych komórek podporowych komórki zmysłowe (rzęsate)

• Rzęski na szczycie łączą się z błoną nakrywkową, a u podstawy z dendrytami dwubiegunowymi czuciowymi, z których impulsy przekazywane są dalej na drodze słuchowej

Drgania strzemiączka, które przez okienko owalne łączy się ze schodami przedsionka, wywołuje falę rozchodzącą się w przychłonce, która powoduje odkształcenie błony podstawnej w określonym miejscu (zależnie od długości fali) i przemieszczenie się określonej grupy komórek rzęsatych co z kolei prowadzi do odkształcenia ich rzęsek, połączonych z błoną nakrywkową.

Ugięcie rzęsek w jedną stronę powoduje depolaryzację błony komórkowej, a w drugą jej hiperpolaryzacje.

Depolaryzacja powoduje wydzielenie u podstawy komórki rzęsatej neurotransmitera, który poprzez synapsę pobudza zakończenia dendrytów czuciowych

Ciała komórek czuciowych leżą w zwoju spiralnym na dnie przewodu słuchowego wewnętrznego, a ich aksony tworzą część ślimakową nerwu przedsionkowo-ślimakowego.

---