Czucie telereceptywne
Czynność narządu wzroku
Układ optyczny oka - rogówka, ciecz wodnista w komorze przedniej, soczewka i ciało szkliste. Promienie padając na rogówkę ulegają załamaniu i skupiają się w ognisku leżącym na siatkówce dając obraz pomniejszony, odwrócony, rzeczywisty. Refrakcja oka, w dioptriach, określa zdolność załamywania światła i jest odwrotnością ogniskowej w metrach.
Akomodacja - zdolność zmiany siły refrakcyjnej oka. Gdy przedmiot zbliża się do oka jego obraz znajduje się za siatkówką, wówczas dochodzi do akomodacji - mięsień rzęskowy kurczy się, a soczewka uwypukla silniej załamując promienie światła - obraz znów znajduje się na siatkówce. Punkt bliży wzrokowej - najbliższy w wieku 8 lat, potem oddala się.
Błędy refrakcji:
nadwzroczność - zbyt krótka gałka oczna albo zbyt słaba refrakcja, promienie skupiają się za siatkówką, korekcja: soczewki skupiające
krótkowzroczność - zbyt długa gałka oczna albo zbyt duża siła rekrakcji, promienie skupiają się przed siatkówką, korekcja: soczewki rozpraszające
astygmatyzm - zmiana kształtu sferycznego rogówki lub soczewki, promienie nie skupiają się w jednym punkcie, korekcja: soczewki cylindryczne
Fizjologia widzenia
Siatkówka zbudowana jest z 10 warstw, które zawierają pierwsze 3 neurony drogi wzrokowej, są to - komórki warstwy fotoreceptorowej (czopki i pręciki), neurony dwubiegunowe, neurony warstwy zwojowej. Aksony neuronów zwojowych zbiegają się w jednym miejscu - na tarczy nerwu wzrokowego i tworzą nerw wzrokowy opuszczający gałkę. Fotoreceptory - czopki i pręciki, posiadają człon zewnętrzny, który zawiera układ krążków z barwnikami wzrokowymi. Pręciki reagują na niewielkie ilości światła, odpowiadają za widzenie skotopowe(w ciemności), zaś pręciki wymagają lepszego oświetlenia, za to pozwalają odróżnić barwy, odpowiadają za widzenie fotopowe. W pręcikach występuje rodopsyna, która pochłania światło, natomiast w czopkach występują 3 rodzaje barwików wrażliwych na barwę czerwoną, niebieską i zieloną, każdy zawiera jodopsynę. Rozmieszczenie fotoreceptorów w siatkówce nie jest równomierne - czopki najgęściej występują w plamce żółtej i ich ilość maleje ku obwodowi, pręciki odwrotnie - im bliżej plamki żółtej tym rzadziej występują. W siatkówce występują także liczne neurony wstawkowe - komórki poziome i amakrynowe, które zwiększają jej złożoność i integrują procesy w siatkówce. Do jednej komórki zwojowej dochodzą aksony z wielu komórek dwubiegunowych, one z kolei zbierają informacje z wielu receptorów, mamy tu więc do czynienia z sumowaniem przestrzennym. Obszar unerwiany przez jedną komórkę zwojową ma kształt koła i jest mniejszy w okolicach plamki żółtej, a większy ku obwodowi.
Fotochemia barwników wzrokowych
Pręciki zawierają światłoczuły barwnik - rodopsynę, zbudowany z opsyny i analogu wit. A. Ich potencjał spoczynkowy wynosi ok. -40mV. Posiadają kanały Na+, które są stale otwarte dzięki obecności cGMP. W czasie działania światła następuje hydroliza cGMP i zamykają się kanały sodowe prowadząc do hiperpolaryzacji. Proces ten wspomaga rodopsyna, która pochłaniając światło zmienia się w prelumirodopsynę, lumirodopsynę i metarodopsynę. Ta ostatnia przechodzi w retinen i skotopsynę, a retinen w wit. A. Hiprepolaryzacja receptorów stanowi potencjał generujący i jest proporcjonalna do natężenia bodźca świetlnego. Komórki dwubiegunowe połączone z pręcikami także ulegają hiperpolaryzacji. Z kolei w komórkach zwojowych powstają już potencjały czynnościowe przekazywane dalej, ich częstotliwość jest proporcjonalna do amplitudy potencjału generującego w pręcikach. W ciemności rodopsyna jest odtwarzana z retinenu i skotopsyny.
Czopki zawierają barwnik jodopsynę, ulegają pobudzeniu przez większe ilości światła niż pręciki. Jako że występują trzy rodzaje jodopsyny, w procesach widzenia uczestniczą jednocześnie trzy typy czopków będące wrażliwe na różne barwy światła - czerwony, zielony i niebieski. Jednoczesne pobudzenie trzech czopków daje kolor biały, barwy pośrednie powstają wskutek nierównego pobudzenia różnych kombinacji rodzajów czopków.
Przy zmianie natężenia światła oko adaptuje się do ciemności, następuje to powoli (ok. 30min, szczyt po 60min), lub do jasnego światła - bardzo szybko (2-3min).
Droga wzrokowa
Czopki/pręciki (I) → komórki dwubiegunowe (II) → komórki zwojowe (III) → nerw wzrokowy → skrzyżowanie części przyśrodkowych → pasmo wzrokowe → ciało kolankowate boczne (IV) → pierwszorzędowe pole wzrokowe - pole 17 (otoczone polami drugo- i trzeciorzędowym - 18 i 19)
Czynność narządu słuchu- by PB&Konturek
Czynność: - Ganong
Za pomocą narzadu słuchu fale akustyczne środowka zewnętrzniego przetwarzane sa na potencjały czynnościowe w ślimakowych częściach nerwow ślimakowo-przedsionkowych. Fale te zamieniane są przez błonę bębenkową i kosteczki słuchowe na ruchy podstawy strzemiączka. Ruchy podstawy strzemiączka wywołują fale w płynie wypełniającym ucho wewnętrzne. Pod wpływem tych fal narząd ślimakowy wytwarza potencjały czynnościowe przewodzone we włóknach nerwowych.
Zmysł słuchu człowieka jest wrażliwy na drgania o częstotliwości 16-20000 Hz.
Narząd słuchu- anatomicznie dzieli się na:
Ucho zewnętrzne
Małżowina uszna-zbierania fal dźwiękowych i kierunkowania ich do przewodu słuchowego zewnętrznego
Przewód słuchowy zewnętrzny- kieruje fala dźwiękową na bł. Bębenkowa, wydziela woskowinę, chroniącą przed zanieczyszczeniami.
Ucho środkowe
Błona bębenkowa- Oddziela ona ucho zewnętrzne od ucha środkowego. Błona zostaje wprowadzona w drgania pod wpływem dźwięków, które są następnie przekazywana do ucha wewnętrznego.
Jama bębenkowa będąca przestrzenią powietrzną, położona jest w kości skroniowej. Ograniczona jest ona od strony zewnętrznej błoną bębenkową, od strony wewnętrznej natomiast ścianą kostną ucha wewnętrznego. Zawiera kosteczki słuchowe.
Kosteczki słuchowe- Przenosza i wzmacniaja(20razy) drgania błony bębenkowej na okienko owalne. Reguluja amplitude drgań akustycznych
Trąbka słuchowa (trąbka Eustachiusza) - kanał łączący ucho środkowe z gardłem. wyrównuje ciśnienie powietrza w uchu
Ucho wewnętrzne
Składa się z błędnika kostnego i leżącego w nim błędnika błoniastego. Przestrzeń pomiędzy błędnikiem kostnym a błędnikiem błoniastym wypełnia płyn, zwany przychłonką. Błędnik błoniasty wypełnia natomiast śródchłonka.Do błędnika kostnego zaliczamy przedsionek, ślimak, i trzy kanały półkoliste. Błędnik błoniasty natomiast składa się z woreczka i łagiewki, które położne są w przedsionku kostnym. Wyróżniam tu także trzy kanały półkoliste, które kończą się bańkami błoniastymi oraz przewód ślimakowy.
Do zmysłu słuchu zalicza się również:
Neurony drogi słuchowej
Słuchowe struktury ośrodkowego układu nerwowego
Droga słuchowa
Receptor odbierający fale akustyczne znajduje się w uchu wewnętrznym i stanowi część narządu spiralnego. Właściwym receptorem słuchu są komórki zmysłowe rzęsate:
Wewnętrzne
Zewnętrzne
Komórki rzęsate znajdują się na błonie podstawnej. Każdą komórkę rzęsatą oplata sieć włókien nerwowych będących wypustkami neuronów dwubiegunowych zwoju spiralnego ślimaka.
I neuron - kom. dwubiegunowe zwoju spiralnego ślimaka
II neuron - jądra ślimakowe brzuszne i grzbietowe mostu
III neuron - wzgórek dolny blaszki pokrywy
IV neuron - ciało kolankowate przyśrodkowe
V neuron - kora słuchowa płata skroniowego (41,42 pola projekcyjne; 20,21,22 -pola asocjacyjne)
Przetwarzanie dźwięków na impulsy nerwowe: -Ganong
pod wpływem drgań dochodzi do powstawania fal biegnących w ślimaku, które powodują wychylenia błony podstawnej. Fale biegnące „przesuwają się” na różne odległości wzdłuż błony podstawnej ślimaka osiągając największą amplitudę w miejscach odpowiadających częstotliwości drgań.
W błonie komórek rzęsatych znajdują się kanały potasowe i wapniowe. Pod wpływem mechanicznego odchylania komórek rzęsatych zachodzi depolaryzacja i otwarcie kanałów jonowych. Jony te po wniknięciu do komórki powodują łączenie się z błoną komórkową pęcherzyków synaptycznych zawierających transmitery. Zawartość pęcherzyków uwalnia się następnie do przestrzeni synaptycznej (między komórkami rzęsatymi a dendrytami komórek zwoju spiralnego). Po ich przeniknięciu przez błonę dendrytów zachodzą zmiany przepuszczalności tej błony dla jonów, co wyzwala powstanie potencjału postsynaptycznego i potencjału czynno-ściowego nerwu.
W komórce rzęsatej natomiast, jeżeli pobudzenie mechaniczne ustało, pojawia się hiperpolaryzacja. Kanały jonowe zamykają się, a tym samym zmniejsza się wypływanie transmitera do przestrzeni synaptycznej, co prowadzi do zmniejszenia częstotliwości impulsów nerwowych.
W tych procesach odrębna jest rola komórek rzęsatych wewnętrznych i zewnętrznych.
Komórki wewnętrzne - generują potencjały czynnościowe części ślimakowej n. VIII (przepływ jonów K+ w czasie depolaryzacji, szybki skurcz, wyostrzenie i wzmocnienie przemieszczania małych części błony podstawnej, selektywne pobudzenie komórek wewnętrznych i włókien aferentnych).
Komórki zewnętrzne - pełnią rolę modelującą odpowiedzi z komórek wewnętrznych (przepływ jonów Ca2+ przy dużych natężeniach dźwięku, aktywacja włókien eferentnych, wolny skurcz komórek zewnętrznych, usztywnienie błony podstawnej ślimaka). Ma to znaczenie ochronne.
Czynność narządu węchu
Zmysł węchu jest zmysłem chemicznym. Komórki receptorowe są typu chemoreceptorowego.
Komórki zmysłowe zawarte są w nabłonku węchowym występującym w górnej części jamy nosowej.
Próg pobudliwości - wskazuje najmniejsze stężenie wyczuwanej substancji zapachowej w powietrzu.
Nabłonek węchowy składa się z:
komórek węchowych - czyli receptorowe, są dwubiegunowe :
dendryty zakończone kolbkami z których wychodzą rzęski do warstwy śluzowej śluzówki węchowej. Wytwarza kolbkę węchową a z niej nici węchowe. W tych niciach są białka uważane obecnie za receptory substancji zapachowych, a nie komórki zmysłowe.
aksony - tworzą nerw węchowy
komórek podstawowych - powstają z nich komórki węchowe.
komórek podporowych - posiadają mikrokosmki
Białka pełniące funkcje receptorów węchowych różnią się między sobą sekwencją aminokwasów. Dzięki temu białka te są swoiste wobec danej substancji zapachowej.
BODZIEC -
po związaniu cząsteczki zapachowej i zmianie struktury białka receptorowego aktywuje się białko G które pobudza cyklazę adenylanową do wytworzenia cAMP - następuje otwarcie kanałów Na+ i Ca2+, a wpadające jony Ca2+ aktywują kanały chlorkowe - Cl- wypływa z komórki powodując depolaryzację błony. Duże stężenie Ca2+ wpływa na łączenie się go z kalmoduliną co prowadzi do przejścia cAMP w 5'-AMP. Jest to tzw. adaptacja receptora.
po związaniu cząsteczki zapachowej i zmianie struktury białka receptorowego aktywuje się białko G, które pobudza fosfolipazę C, prowadząc do rozpadu PIP2 na IP3 i DAG. IP3 powoduje otwarcie kanałów dla jonów Na+ i Ca2+. DAG poprzez kinazę białkową C jest odpowiedzialny za regulację wrażliwości receptora.
DEPOLARYZACJA rzędu - 45mV
przewodzenie ELEKTROTONICZNE do ciała komórki węchowej
POWSTANIE POTENCJAŁU (dopiero w ciele komórki)
Przekazanie impulsu do opuszki węchowej. Komórki węchowe(neuron I) komórki mitralne i pędzelkowate(neuron II).
komórki okołokłębuszkowe - dwubiegunowe. Z jednej strony komunikuje się z komórką węchową lub mitralną. Z drugiej strony tworzy synapsę hamującą z sąsiednią komórką mitralną. Koordynuje funkcję sąsiednich kłębuszków węchowych.
komórki ziarniste - brak aksonów. Wytwarzają synapsy dendryto-dendrytyczne, umożliwiają dwukierunkowe oddziaływanie na siebie neuronów (stykających się). Poprzez komórkę ziarnistą pośrednio następuje hamowanie jednej komórki mitralnej przez drugą. Pobudzenie komórki ziarnistej przez mitralną I, powoduje hamowanie mitralnej II, przez ziarnistą. Dodatkowo k. ziarnista może oddziaływać na komórkę mitralną która ją pobudziła. Cały ten mechanizm zwany jest hamowaniem obocznym. Umożliwia rozróżnianie zapachów bardzo do siebie podobnych.
Poprzez pasmo węchowe do trójkąta węchowego i istoty dziurkowanej.
Z trójkąta węchowego przez prążki węchowe (jako neuron III) impulsy przechodzą do ośrodków węchu:
do części korowo-przyśrodkowej ciała migdałowatego + do okolicy haka płata skroniowego
do istoty dziurkowanej przedniej, zakrętu podsklepieniowego, spoidła przedniego, zakrętu oczodołowego.
Mamy trzy systemy węchowe:
bardzo stary - jądra przegrody (układ limbiczny) - odruchy
stary - związany z przyjmowaniem pokarmów (np. unikanie toksyn)
nowy - związany ze świadomą percepcją (np. perfumy)
Czynność narządu smaku
Komórki receptorowe odbierające uczucie smaku są przede wszystkim w błonie śluzowej języka, gdzie tworzą skupienia zwane kubkami smakowymi. Po za tym występują jeszcze na podniebieniu, łukach podniebiennych, nagłośni.
Bodźcem dla komórek smakowych są związki chemiczne rozpuszczone w ślinie lub płynie obecnym w jamie ustnej. Pod ich wpływem dochodzi do powstania potencjału generującego potencjały czynnościowe.
Kubki smakowe zaopatrywane są przez nerwy VII,IX,X.
Boczne brzegi języka najmocniej rejestrują smak kwaśny, koniuszek - słony i słodki, podstawa - gorzki.
Komórki smakowe nie odbierają osobno każdego ze smaków, komórki pod wpływem danego smaku wysyłają różną impulsację (charakterystyczną dla danego smaku).
bodźce mogą przechodzić bezpośrednio przez kanały
Smak słony : - pobudza otwieranie kanałów dla jonów Na+ - dochodzi do depolaryzacji i otwierania kanałów dla jonów Ca2+ => uwolnienie pęcherzyka presynaptycznego.
Smak kwaśny : - blokuje kanały dla jonów K+ (gromadzenie K+ w komórce = depolaryzacja) => prowadzi to do dłuższej depolaryzacji.
-powodują wzrost stężenia jonów H+ i otwierają ASIC (Acid Sensitive Ion Channels) przez co napływają jony Na+ i dochodzi do depolaryzacji.
blokować kanały - kwaśny j/w
pobudzać receptor związany z białkiem G - gorzki, słodki, umami
Smak gorzki: - substancje gorzkie pobudzają receptory metabotropowe, te oddziałują na alfa-gustducynę która pobudza fosfodiesterazę, powodując tym samym obniżenie stężenia cAMP w komórce, co wiąże się z otwarciem kanałów dla jonów Na+ i Ca2+ (hamowanie hamowania). Jednostki beta, oraz gamma aktywują fosfolipazę C, powodującą rozbicie cząsteczki PIP2 na IP3 oraz DAG. IP3 uwalnia jony Ca2+ z siateczki śródplazmatycznej, a DAG poprzez kinazę białkową C blokuje kanały K+.
Skutkiem tego jest nagromadzenie kationów w komórce co prowadzi do powstania potencjałów czynnościowych.
Smak słodki i umami: - substancje słodkie powodują otwieranie kanałów dla jonów Na+ oraz zamykanie kanałów dla K+. Białko G aktywuje cyklazę adenylową wiąże się to z wytwarzaniem cAMP który powoduje zamknięcie kanałów dla jonów K+. Otwieranie kanałów dla Na+ związane jest z wysokim stężeniem Ca2+ oraz IP3.
Pobudzenie z kubków smakowych zostaje przekazane na włókna nerwów VII,IX,X, impuls zostaje przekazany do jądra pasma samotnego(dokładnie do jego części przedniej - j.smakowego) a z niego do 3 zasadniczych struktur:
Podwzgórza - odpowiedzialne jest za regulacje wegetatywną
układ limbiczny - kojarzenie które pokarmy są ok, a które nie (specyficzne odruchy wymiotne, objawy chorobowe po zjedzeniu czegoś „niedobrego” choć niekoniecznie trującego, unikanie toksyn)
oraz drogą wstęgi przyśrodkowej do wzgórza (j. brzuszne tylno - przyśrodkowe)
Końcową stacją jest zakręt zaśrodkowy płata ciemieniowego stanowiący obszar smakowej reprezentacji. Również wyspa i zakręty oczodołowe(dochodzi do integracji informacji o smaku,zapachu,dotyku w jamie ustnej) płata czołowego biorą udział w analizie informacji smakowych.