NARZĄDY ZMYSŁÓW
Nazewnictwo i klasyfikacja
Narządy zmysłów są strukturami tkankowymi, które odbierają sygnał z zewnątrz do organizmu (światło, fale akustyczne, dotyk, wibracje, ciepło/zimno itd.) lub sygnały wewnętrzne (stężenie CO2 lub rozciągnięcie mięśni, ułożenie części ciała).
Wyspecjalizowane komórki nerwowe lub włókna nerwowe odbierające sygnał i przekształcające go na impuls elektryczny nazywamy receptorami komórkowymi.
Receptory komórkowe dzielimy na:
Eksteroreceptory – odbierają sygnał ze środowiska zewnętrznego;
Interoreceptory – odbierają sygnał z wnętrza organizmu;
Proprioreceptory – odbierają sygnały o położeniu ciała w środowisku oraz części ciała wobec siebie.
Receptory komórkowe mogą być:
Bezosłonkowymi zakończeniami dendrytów – ciałka Merkla, Meissnera, Vatera-Pacciniego;
Wyspecjalizowanymi neuronami – pręciki, czopki, komórki węchowe;
Wyspecjalizowanymi komórkami zmysłowymi – komórki włoskowate (ucho wewnętrzne) lub komórki zmysłowe w kubku smakowym.
Receptory czucia somatycznego i trzewnego:
Termoreceptory – ciepło/zimno;
Nocy receptory – ból;
Mechanoreceptory – ciałka Merkla, ciałka Meissnera, ciałka Krausego, ciałka Ruffniego, ciałka Vatera-Pacciniego.
Chemoreceptory i osmoreceptory
Chemoreceptory smaku – komórki zmysłowe, podporowe i podstawne.
Osmoreceptory węchu – komórki węchowe, podporowe i podstawne.
Receptory czucia somatycznego i trzewnego
Rejestrują sygnały mechaniczne – dotyk, nacisk, wibrację, temperaturę, ból. Występują w powłokach ciała (naskórek, skóra, tkanka podskórna) i narządach wewnętrznych.
Ciałko Merkla – rejestruje ucisk, warstwa kolczysta naskórka.
Ciałko Meissnera – wibracje małej częstotliwości, w brodawkach skóry właściwej palców, warg, spojówek.
Ciałko Vatera-Pacciniego – wibracje, tkanka podskórna, krezka, torebki stawowe.
Ciałko Golgiego-Mazzioniego – występuje głównie w mięśniach.
Ciałko Ruffiniego – rozciąganie, ucisk, skóra właściwa i tkanka podskórna.
Układ pokarmowy – język – kubki smakowe
Kubki smakowe są śródnabłonkowymi receptorami smaku (osmoreceptorami), występują na bocznych powierzchniach brodawek, szczególnie okolonych, nieliczne na podniebieniu miękkim i w obrębie krtani. Zbudowane są z komórek:
Receptorowych,
Podporowych,
Macierzystych.
Człowiek rozpoznaje pięć smaków: kwaśny, słony, słodki, gorzki oraz metaliczny. Rozpoznawanie smaku odbywa się na drodze otwarcia błonowych kanałów jonowych (smak słony i kwaśny) lub związania cząsteczki smakowej z receptorem i pobudzeniu białka G oraz wtórnych przekaźników (słodki, gorzki, metaliczny).
Do podstawnych części komórek receptorowych dochodzą zakończenia nerwowe (nici węchowe).
Jama nosowa – błona węchowa
Błonę węchową stanowi wysoki nabłonek wielorzędowy, w którego skład wchodzą:
Komórki węchowe będące dwubiegunowymi komórkami nerwowo-zmysłowymi; przyłączenie ligandu pobudza receptor i bialka G co prowadzi do otwarcia kanału sodowego depolaryzacji;
Komórki podporowe (walcowate) z mikrokosmkami na powierzchni wolnej;
Komórki rezerwowe (podstawowe).
Proprioreceptory
Receptory ucha wewnętrznego (woreczek i łagiewka oraz kanały półkoliste);
Wrzecionko nerwowo-mięśniowe;
Wrzecionko nerwowo-ścięgnowe;
Synapsa nerwowo-mięśniowa.
Receptory fal elektromagnetycznych:
Siatkówka;
Narząd spiralny (Cortiego).
Narząd wzroku (oko + narządy dodatkowe)
Odbiera widmo świetlne w zakresie fali od 380 do 800 nm;
Zawiera receptory odbierające wrażenia świetlne;
Receptory zamieniają fale świetlne na impulsy nerwowe;
Te są przekazywane do mózgu poprzez nerwy wzrokowe;
Zapewnia widzenie stereoskopowe.
Powieka
Powieki górna i dolna są ruchomymi fałdami tkanek, ochraniającymi od przodu gałkę oczną. Od strony zewnętrznej powieki pokryte są skórą. Wolny brzeg powieki ma krawędź przednią, gdzie znajduje się 3-4 rzędy rzęs i krawędź tylną.
Szkielet powieki stanowi tarczka zbudowana z tkanki łącznej włóknistej zbitej, grubości ok. 1 mm i długości ok. 2 cm.
W tarczce powiek górnych znajdują się gruczoły łojowe (Meiboma).
W powiekach znajdują się gruczoły łojowe (Zeisa) i potowe (Molla).
Oko – budowa ogólna. Gałka oczna zbudowana jest z trzech błon:
Zewnętrznej – twardówka, rogówka;
Środkowej – naczyniówka, ciałko rzęskowe, tęczówka;
Wewnętrznej – siatkówka.
Oko – twardówka
Twardówka jest twardą, włóknistą nieprzezroczystą błoną, do której przymocowane są mięśnie szkieletowe poruszające gałką oczną.
Zbudowana jest z przeplatających się, równolegle przebiegających do powierzchni włókien kolagenowych i sprężystych.
Mikroskopowo można wyróżnić blaszkę nadtwardówkową, istotę właściwą i blaszkę brunatną zawierającą komórki barwnikowe.
Stanowi 5/6 powierzchni gałki ocznej, 1/6 przednią stanowi rogówka.
Grubość twardówki dochodzi do 600 µm.
Oko – rogówka
Rogówka jest przezroczysta i nieunaczyniona. Składa się z:
Nabłonka przedniego – wielowarstwowego płaskiego nierogowaciejącego, 5 warstw komórek, liczne zakończenia nerwowe;
Blaszki granicznej przedniej (błona Bowmana) – stanowi błonę podstawną nabłonka, jest przezroczysta i bezkomórkowa;
Zrębu rogówki (rogówka właściwa) – stanowi 90% grubości rogówki, składa się z blaszek włókien kolagenowych ułożonych równolegle względem siebie i do powierzchni rogówki, pomiędzy blaszkami występują wrzecionowate fibrocyty (korneocyty);
Blaszki granicznej tylnej (błona Descementa) –jest bardzo grubą błona podstawną;
Nabłonka tylnego rogówki (śródbłonek) – jest nabłonkiem jednowarstwowym płaskim.
Oko – błona naczyniowa (jagodówka)
Blaszka nadnaczyniówkowa (na pograniczu twardówki i naczyniówki) – tkanka lączna włóknista blaszkowata + melanocyty;
Blaszka naczyniowa – tkanka łączna + melanocyty; z dużymi naczyniami tętniczymi i żylnymi;
Blaszka naczyń włosowatych – naczynia włosowata, brak melanocytów;
Blaszka podstawna (błona Brucha)
Błona podstawna naczyń,
W-wa włókien kolagenowych,
W-wa włókien sprężystych,
W-wa włókien kolagenowych
Błona podstawna w-wy barwnikowej siatkówki.
Oko – ciało rzęskowe – wytwarza ciecz wodnistą > do kanałów Schlemma
Budowa:
Wieniec rzęskowy łączy się z tęczówką (przednia część) i z twardówką (zewnętrzna część);
Obrączka rzęskowa łączy się z naczyniówką (tylna część);
Wyrostki rzęskowe (od tylnej powierzchni wieńca) łączą się za pośrednictwem włókienek tworzących obwódkę rzęskową z soczewką.
Ma kształt pierścienia wzdłuż brzegu soczewki.
W jego skład wchodzi: wieniec rzęskowy, ok. 70 wyrostków rzęskowych, obrączka wieńcowa.
Główną masę stanowi gładki mięsień rzęskowy.
Połączony jest z torebką soczewki poprzez więzadło rzęskowe.
Bierze udział w procesie akomodacji.
Oko – błona naczyniowa – tęczówka
Jest przedłużeniem naczyniówki.
Ma kształt płaskiego pierścienia z otworem (źrenica).
Ma budowę warstwową:
Nabłonek przedni tęczówki – nabłonek jednowarstwowy płaski;
Warstwa graniczna zewnętrzna – kolagen i fibroblasty;
Zrąb tęczówki
- tkanka łączna właściwa luźna z melanocytami;
- zwieracz – miocyty gładkie unerwione ze zwoju rzęskowego (unerwienie przywspółczulne);
- rozwieracz – komórki mioepitelialne unerwione współczulnie (neurony zwoju szyjnego górnego)
Zmodyfikowana siatkówka (błona barwnikowa).
Oko – soczewka
Jest umocowana włóknami do ciała rzęskowego;
Torebka – włókna kolagenowe i proteoglikany, bez komórek;
Nabłonek – jednowarstwowy sześcienny o zachowanych właściwościach podziałów;
Pokłady włókien (komórki zawierające pojedyncze mitochondria, słabo rozwiniętą siateczke śródplazmatyczną, dobrze rozwiniętą ergastoplazmę > krystalina, połączone desmosomami i typu neksus) połączone szwami o kształcie Y.
Oko – plamka żółta, plamka ślepa
Plamka żółta jest miejscem najostrzejszego widzenia.
Plamka ślepa jest miejscem ujścia nerwu wzrokowego, brak komórek receptorowych.
Plamka żółta – dominują czopki, duża liczba komórek zwojowych ułożonych w kilka pokładów. W środku plamki dołek środkowy – brak warstw splotowatych i w-wy zwojowej.
Oko – narząd łzowy
Składa się z gruczołów cewkowo-pęcherzykowych o budowie pławikowej wytwarzających łzy oraz kanalików łzowych, worka łzowego i przewodu nosowo-łzowego uchodzącego do jamy nosowej.
Choroby oczu
Jaskra – zaburzenia przepływu cieczy wodnistej > wzrost ciśnienia wewnątrzgałkowego;
Tarcza zastoinowa – wzrost ciśnienia wewnątrzgałkowego > ucisk na nerw wzrokowy;
Retinopatia cukrzycowa – pogrubienie ścian naczyń
Prowadzące do ich nieszczelności i przesączu oraz
Niedokrwienie siatkówki i wylewy krwi do siatkówki;
Odwarstiwenie siatkówki – oddzielenie od nabłonka barwnikowego (> do jej rozerwania);
Uszkodzenie rogówki.
Ucho – budowa ogólna
Ucho zewnętrzne:
Małzowina uszna;
Przewód słuchowy.
Ucho środkowe:
Błona bębenkowa;
Kosteczki słuchowe;
Jama bębenkowa;
Trąbka Eustachiusza.
Ucho wewnętrzne:
Błędnik kostny;
Błędnik błoniasty.
Ucho zewnętrzne
Małżowina uszna zbudowana jest z chrząstki sprężystej pokrytej skórą (włosy, gruczoły łojowe, rzadkie gruczoły potowe).
Przewód słuchowy składa się z zewnętrznej części chrzęstnej i wewnętrznej części kostnej, obie części pokrywa skóra, która ściśle zrasta się z ochrzęstną i okostną.
W kanale poza gruczołami łojowymi występują liczne cewkowe, apokrynowe gruczoły woskowinowe.
Ucho środkowe
Błona bębenkowa ma kształt owalnego stożka, zbudowana jest z zewnętrznej i wewnętrznej warstwy tkanki łącznej, od zewnątrz pokryta jest naskórkiem, zaś od wewnątrz nabłonkiem jednowarstwowym płaskim/sześciennym.
Kostki słuchowe: młoteczek, kowadełko i strzemiączko, przenoszące drganie z błony bębenkowej do okienka owalnego, pokryte są nabłonkiem jednowarstwowym płaskim, połączone stawami i regulowane dwoma mięśniami szkieletowymi (niezależnymi od woli).
Trąbka słuchowa (Eustachiusza) jest kanałem łączącym jamę bębenkową z jamą nosowo-gardłową, wysłanym nabłonkiem dwurzędowym urzęsionym z komórkami kubkowymi.
Ucho wewnętrzne
Mieści się w części skalistej kości skroniowej. Tworzy się skomplikowany układ cienkościennych pęcherzyków i przewodów łączących się ze sobą i wypełnionych płynem nazywany błędnikiem błoniastym. Błędnik błoniasty leży wewnątrz błędnika kostnego. Przestrzeń między nimi wypełnia płyn zwany przychłonką.
Błędnik kostny składa się z przedsionka (z okienkiem owalnym), ślimaka (rozdzielonego kostną blaszką spiralną na część górną i dolną) oraz kostnych kanałów półkolistych.
Błędnik błoniasty składa się z woreczka, łagiewki, przewodów półkolistych i przewodu ślimaka (schody przedsionka, przewód ślimakowy, schody bębenka).
Komórki zmysłowe
W skład komórek zmysłowych wchodzą komórki z włoskami kształtu kubkowego (typ I), komórki z włoskami kształtu walcowatego (typ II) oraz komórki podporowe. Na wolnej powierzchni komórek z włoskami znajduje się jedno kinetocilium i 30-100 stereociliów.
Ucho wewnętrzne – łagiewka i woreczek
W łagiewce i woreczku komórki nabłonka zmysłowego zlokalizowane są w obrębie owalnych plamek statycznych. Plamka woreczka zajmuje położenie pionowe, zaś łagiewka poziome.
Powierzchnię plamki statycznej pokrywa homogenna, galaretowata błona kamyczkowa, zawierająca liczne kamyczki błędnikowe. Komórki receptorowe rejestrują ustawienie głowy wobec tułowia.
Ucho wewnętrzne – przewody półkoliste
Są trzy przewody półkoliste błoniaste (odpowiadające przewodom kostnym) leżące w płaszczyznach prostopadłych wobec siebie. W częściach końcowych rozszerzają się w bańki gdzie znajdują się komórki zmysłowe tworzące grzebienie bańkowe. Ruch śródchłonki (endolimfy) wypełniającej przewody powoduje ruch grzebieni i pobudzenie komórek zmysłowych.
Te receptory są odpowiedzialne za odczucie przyspieszenia kątowego.
Recepcja narządu równowagi
Narząd otolitowy (plamki):
Pionowo ułożona plamka woreczka i poziomo ułożona plamka łagiewki reagują wyłącznie na przyspieszenie liniowe;
Pośredniczy w odczuwaniu przestrzennym głowy;
Reaguje na grawitację i ruchy pionowe.
Po zniesieniu grawitacji otolity przestają spełniać swoją funkcję ponieważ nie jest możliwe rejestrowanie przyspieszenia liniowego.
Układ kanałów półkolistych.
Na przyspieszenie kątowe reagują grzebienie kanałów półkolistych.
O ułożeniu głowy względem tułowia informują receptory zlokalizowane w mięśniach i stawach szyi.
Przychłonka powstaje z płynu rdzeniowo-mózgowego.
Śródchłonka wypełnia błędnik błoniasty, powstaje w worku śródchłonki.
W chłonce i śródchłonce występują różne stężenia jonów sou i potasu:
- w przychłonce jest mało potasu, dużo sodu,
- śródchłonka zawiera mało sodu, dużo potasu.
Cortilympha jest przychłonką, wypełnia schody bębenka i oblewa komórki zmysłowe narządu Cortiego.
Ucho wewnętrzne – ślimak
W części słuchowej błędnika błoniastego mieści się narząd receptorowy słuchu – narząd Cortiego.
Spoczywa on na blaszce podstawnej i biegnie wewnątrz całego przewodu ślimaka.
W jego skład wchodzą komórki zmysłowe rzęsa te wewnętrzne i zewnętrzne oraz wiele rodzajów komórek podporowych. Ponad komórkami leży błona pokrywająca.
Przestrzeń schodów przedsionka i schodów ślimaka wypełniona jest przychłonką, pozostającą w łączności z płynem mózgowo-rdzeniowym.
Przewód ślimaka wypełnia śródchłonka.
Teorie słuchu
Teoria rezonansowa Helmholtza: włókna błony podstawnej ślimaka działają jak rezonatory i w drgania wprawiane są tylko te włókna, których częstotliwość drgań jest zgodna z częstotliwością fali dźwiękowej.
Teoria hydrodynamiczna von Bekesyego i Rankego: ruch podstawy strzemiączka wywołując zmianę objętości graniczącej z nim przychłonki, która to zmiana wychyla błonę podstawną wraz z całym przewodem ślimaka jako fala wędrująca. Amplituda fali wędrującej wzrasta do miejsca maksymalnego wychylenia i załamuje się. W tym miejscu dochodzi do dyspersji, czyli przestrzennego podzielenia dźwięku wg częstotliwości. Drgania wysokich częstotliwości mają swoje maksymalne amplitudy w pobliżu podstawy strzemiączka, a fale niskich częstotliwości w pobliżu szpary osklepka. Tak więc każda częstotliwość przyporządkowana jest do określonego miejsca wychylenia dzięki dyspersji (a nie przez rezonans, jak w teorii Helmholtza).
Ponadto dochodzi do wzmocnienia amplitudy fali wędrującej i tłumienia wychyleń sąsiednich odcinków błony podstawnej. Komórki zmysłowe zewnętrzne mają zdolność do kurczenia się i emitowania odbitej od nich części fali dźwiękowej (jest to tzw. emisja oto akustyczna). Zjawisko to związane jest z ruchem przychłonki w odwrotnym kierunku, poprzez ruch kosteczek i błony bębenkowej.
W ślimaku energia mechaniczna zostaje przekształcona w energię elektryczną. Przy ruchu rzęsek następuje otwarcie kanałów jonowych z części wierzchołkowej komórki zmysłowej, co prowadzi do dostarczenia jonów potasu ze śródchłonki. Zjawisko to powoduje przepływ jonów wapniowych z cortylimfy. Reakcje te prowadzą do uwolnienia transmitera z pęcherzyków przekaźnikowych w synapsie i powstanie potencjału generacyjnego.