TRANSDUKCJA SYGNAŁU -ZMYSŁ WĘCHU

• Nerwowe komórki czuciowe organu węchu stymulowane poprzez otwieranie kanałów jonowych

• Każda z tysięcy komórek nerwowych w nosie posiada jeden z tych receptorów

•Cząsteczka zapachowa wiążąc się z receptorem aktywuje białka G, aktywacja białek G prowadzi do utworzenia wtórnego przekaźnika którym jest cAMP.

•cAMP wiąże się do kanałów jonowych i następuje otwarcie kanałów Na+

•zmiana w stężeniu jonów sodowych Na+ stymuluje neuron do przesłania sygnału do mózgu

Substancje zapachowe są rozpoznawane przez mechanizmy kombinatoryczne

Prawie wszystkie substancje zapachowe aktywują pewną liczbę receptorów (zwykle w różnym stopniu), i prawie każdy receptor jest aktywowany przez więcej niż jedną substancję zapachową.

Taki mechanizm kombinatoryczny pozwala nawet małemu zestawowi receptorów na rozróżnienie dużej ilości substancji zapachowych.

Neurony wykazujące ekspresję określonych receptorów są połączone ze ściśle określonymi miejscami w mózgu.

Ta właściwość pozwala na stworzenie specyficznej w stosunku do zapachu, przestrzennej mapy aktywności neuronalnej w obrębie opuszki węchowej.

ODPOWIEDŹ MÓZGU NA SUBSTANCJE ZAPACHOWE (i tu było takie mało wyraźne zdjęcie, więc nie wkleiłam)

Czynnościowy rezonans magnetyczny (fMRI) wykrywa zwiększone stężenie ultenowanej hemoglobiny (czyli zwiększoną aktywność mózgu) w poszczególnych regionach.

Smak

Wrażenia smakowe są odbierane przez skupiska komórek czuciowych zwanych kubkami smakowymi

•Człowiek posiada -10000 kubków smakowych w nabłonku języka

•Każdy kubek posiada porę, która zawiera czubek komórki czuciowej

• Komórki czuciowe tworzą synapsy z dendrytami neuronów czuciowych

•Komórki czuciowe są wymieniane co kilka dni natomiast nerwy czuciowe służą nam do końca życia

człowiek wykrywa 5 rodzajów smaków

Drogi przekazywania sygnału, które odbierają wrażenia smakowe są jednak różne

Fizjologia smaku

•Substancja chemiczna musi być rozpuszczona w ślinie w celu kontaktu z komórkami smakowymi

•Związanie związku chemicznego do błony komórek smakowych, powoduje uwolnienie neuroprzekaźnika, który wiążąc się do dendrytów czuciowych generuje potencjał czynnościowy

• Energia stymulowana przez smak jest przekształcana w impuls nerwowy

Za wykrywanie smaku słonego odpowiedzialny jest przepływ jonów sodowych przez kanały

Substancje słone nie są wykrywane przez receptory 7TM, tylko przez specjalną klasę kanałów.

Jony Na⁺ przechodzące przez takie kanały indukują znaczący potencjał transmembranowy.

Smak kwaśny powstaje w wyniku oddziaływania jonów wodorowych na kanały

Podobnie jak smak słony, smak kwaśny jest wykrywany poprzez bezpośrednie oddziaływanie z kanałami jonowymi.

Przepływ jonów wodorowych indukuje znaczny potencjał membrany

Umami, smak glutaminianu, jest wykrywany przez wyspecjalizowaną formę receptora glutaminianu.

Glutaminian jest wykrywany przez białka z rodziny 7TM. Glutaminian ma smak zwany umami, który różni się od pozostałych smaków. Jest on zmodyfikowaną formą receptora mózgowego, który funkcjonuje w mózgu jako neurotransmiter.

Jesteśmy zdolni do rozróżniania wielu nieznacznie różniących się zapachów, ponieważ każda substancja zapachowa stymuluje wyjątkowy zestaw neuronów.

Natomiast wiele substancji smakowych stymuluje te same neurony, Dlatego czujemy tylko smak gorzki, bez możliwości odróżnienia cykloheksaimidu od chininy.

Aspartam, sacharyna i sacharoza mają taki sam smak.

Koty nie czują smaku słodkiego wskutek mutacji w rodzinie genów

kodujących receptory dla smaku słodkiego.

Mechanoreceptory -komórki czuciowe wrażliwe na siły mechaniczne

Skóra zawiera mnóstwo mechanoreceptorów odpowiadających na różne czynniki.

Krążki Merkela-dostarczają ciągłych informacji o dotyku

Ciałka Meissnera - rozpoznaje delikatny dotyk głównie v skórze nie owłosionej

Organ końcowy Ruffiniego -wibracje

Ciałka Paciniego- czucie głębokie (wibracje o dużej częstotliwości)

Na siłę odczucia wpływa też gęstość mechanoreceptorów

Badania kapsaicyny, aktywnego składnika ostrej papryki, ujawniły obecność receptora wysokiej temperatury i innych bodźców bólowych.

Czucie dotyku jest nierozerwalnie związane z odczuwaniem bólu. Nocyceptory przekazują sygnały do ośrodków bólu w mózgu i rdzeniu kręgowym w odpowiedzi na zapoczątkowane zniszczenie tkanki

Proprioreceptory

Wiele receptorów odbiera bodźce podczas ruchu człowieka

Różnego rodzaju specjalne zakończenia nerwowe w mięśniach i stawach są wrażliwe na specyficzne bodźce. Nazywane są one proprioreceptorami.

Proprioreceptory pomagają w koordynacji ruchów mięśni (nieprzerwanie reagują na napięcie i ruchy mięśni i stawów)

Wrzecionko nerwowo-mięśniowe -reaguje na ruchy mięśni

Narząd ścięgnisty Golgiego -rejestruje stopień rozciągnięcia ścięgien

Receptory stawowe-rejestrują ruchy więzadeł

Receptory rozciągania -wrzeciono nerwowo -mięśniowe rejestruje ruchy mięśni

Podczas rozciągania mięsni neurony czuciowe transmitują potencjał czynnościowy do CNS.

Te sygnały stymulują neurony motoryczne o następuje skurcz mięśnia.

Narząd ścięgnisty Golgiego -ocenia stan napięcia mięśni i ścięgien.

Wrzecionka mięśniowe odbierają głównie zmiany długości mięśnia. Narządy Golgiego są wrażliwe na zmiany połączeń ścięgnowo-mięśniowych, i działają na podobieństwo tensometrów (urządzeń wrażliwych na zmianę napięcia).

Rozciągnięcie wrzecionka nerwowo-mięśniowego zapoczątkowuje odruchową czynność mięśnia: gdy zakończenia nerwowe wrzecionka zostają rozciągnięte, komórki nerwowe informują ośrodkowy układ nerwowy o długości mięśnia. W rdzeniu nerwowym neurony czuciowe tworzą synapsy z neuronami ruchowymi, które wyzwalają skurcz włókien mięśniowych, przeciwdziałając dalszemu rozciąganiu.

Przykład: ręka, w której ktoś umieszcza ciężar.

Zwoje podstawy mózgu biorą udział w wyzwalaniu ruchów ciągłych i przerywanych, oraz pomagają kontrolować postawę ciała i napięcie mięśni.

Móżdżek sam nie inicjuje ruchów, ale współuczestniczy w kontroli ruchów powstających w korze mózgu i zwojach podstawy.

Móżdżek pełni rolę integrującą, porównując zaprogramowane ruchy z ruchami rzeczywiście zachodzącymi. Uzyskuje on informacje z mózgu, a także z receptorów w mięśniach i ścięgnach (proprioreceptorów). Móżdżek otrzymuje też informację z narządu wzroku i równowagi.

Engramy są to zapamiętane wzorce ruchowe, przechowywane

zarówno w części czuciowej, jak i ruchowej mózgu.

Engramy mogą być zapamiętywane w części czuciowej, jak i ruchowej

mózgu.

Zapamiętywane w części czuciowej wykorzystywane są dla wzorców ruchowych wolniejszych, a zapamiętywane w części ruchowej -dla ruchów szybkich.

Komórki włoskowate są również mechanoreceptorami

Każda komórka zawiera stereocilia (mikrorzęski)

Kiedy stereocilia zginają się w jednym kierunku, potencjał receptorowy staje się bardziej negatywny; kiedy zginają się w przeciwnych kierunkach, potencjał receptorowy staje się bardziej pozytywny

Kiedy potencjał jest bardziej pozytywny komórki włosowate wydzielają neuroprzekaźnik i neurony czuciowe wysyłają potencjał czynnościowy do mózgu

Komórki włosowate znajdują się w linii bocznej ryb i informują zwierzę o przeszkodach lub ruchomych obiektach znajdujących się na jego drodze.

Równowaga

Organ równowagi (kręgowców) wykorzystuje komórki włoskowate w celu określenia pozycji ciała w odniesieniu do siły ciążenia

Kanały półkoliste w przedsionku ucha wewnętrznego używają komórki włoskowate do określenia pozycji i orientacji głowy a także przyspieszenia z powodu ruchu ciała

Model przekazywania sygnału z udziałem komórki włoskowatej

Kiedy pęczek stereocilii jest przechylany w kierunku najwyższej części, łącznik wierzchołkowy ulega naciągnięciu i otwiera kanał jonowy.

Ruch w przeciwnym kierunku zmniejsza naprężenie w łączniku wierzchołkowym, zwiększając prawdopodobieństwo, że każdy otwarty kanał zostanie zamknięty.

Kanały są bramkowane stresem mechanicznym.

Przebieg procesu słyszenia

•Fala dźwiękowa dociera do zewnętrznego przewodu słuchowego

• Błona bębenkowa drga

•Drgania błony bębenkowej wprawiają w drgania kosteczki słuchowe: młoteczek, kowadełko i strzemiączko

• Intensywność drgań ulega wzmocnieniu

• Drga błona okienka owalnego

• Drgania przewodzone są przez płyn

• Drga błona podstawna

•Komórki słuchowe w narządzie Cortiego w ślimaku ulegają wzbudzeniu

• Impulsy nerwowe są przewodzone do mózgu za pośrednictwem nerwu ślimakowego

Co powoduje zgięcie błony podstawnej?

Przewody ślimakowate dolne i górne wypełnione są płynem, fala ciśnienia przemieszcza płyn w kanałach, fala płynu zgina błonę

Wysoka częstotliwość powoduje zgięcie błony podstawnej blisko okienka owalnego

Niska częstotliwość powoduje zgięcie błony podstawnej dalej od okienka owalnego

Przyczyny głuchoty: uszkodzenie błony bębenkowej lub uszkodzenie nerwu.

Muzycy rokowi z powodu głośnego mają zniszczone komórki włoskowate.

TWARDÓWKA

• Zewnętrzna warstwa gałki ocznej

• gruba i twarda

• Zwykle o białej matowej barwie

• osłania wewnętrzne struktury w oku i nadaje gałce sztywność

• W przedniej części przechodzi w przeźroczystą rogówkę

ROGÓWKA

• Przednia część twardówki

• Przezroczysta

• Przepuszcza światło w głąb oka

• Powierzchnię pokrywa spojówka przemywana płynem produkowanym w gruczołach łzowych

KOMORY OKA

• Komory oka, przednia i tylna, wypełniona są wodnistą cieczą powstającą z osocza krwi

• Wzrost ciśnienia wewnątrzgałkowej (śródocznego) spowodowanego przeważnie utrudnieniami odpływu cieczy wodnej wywołuje chorobę zwaną jaskrą

Ciało szkliste

• Największą część gałki ocznej zajmuje ciało szkliste (około ⁴/₅ jej wnętrza). Ta bezpostaciowa substancja znajduje się pod ciśnieniem pozwalającym na utrzymanie kształtu gałki ocznej.

SOCZEWKA

• Miękka i przezroczysta elipsoidalna struktura

• Jest ruchoma i może zmieniać kształt dzięki mięśniom soczewkowym

• Odpowiedzialna za akomodację oka czyli przystosowania oka do widzenia przedmiotów odległych i bliskich

• Załamuje promienie świetlne i skupia wiązkę światła na siatkówce

• Ostre widzenie uzyskiwane jest wtedy, gdy ognisko obrazowe pokrywa się z siatkówką

• Najlepiej rozróżniamy szczegóły przedmiotów leżących około 25 cm od oka

Oko działa jak aparat fotograficzny

Soczewka ze zmienną ogniskową, tęczówka (przesłona) reguluje ilość światła wpadającego przez źrenicę, siatkówka (klisza fotograficzna)

Powstający obraz na siatkówce jest rzeczywisty, pomniejszony i odwrócony

AKOMODACJA

PRZEDMTOT ODLEGŁY

• Rozluźnienie okrężnego mięśnia rzęskowego i naciągnięcie więzadełka soczewkowego

• Zmniejszenie wypukłości soczewki

PRZEDMIOT BLISKI

• Skurcz okrężnego mięśnia rzęskowego i uwolnienie więzadełka soczewkowego

• Zaokąglenie wypukłości soczewki

W miarę starzenia się soczewka traci sprężystość i pogarsza się zdolność atomodacji

WADY WZROKU

KRÓTKOWZROCZNOŚĆ

• Mięsień nie może się rozluźnić i _# soczewka jest zbyt wypukła lub os oka jest za długa

• Promienie skupiane są przed siatkówką

• Krótkowidz nie widzi z daleka

DALEKOWZROCZNOŚĆ

• Mięsnie oka są zbyt słabe i soczewka jest zbyt płaska lub oś oka jest za krótka

■ Promienie skupiane są za siatkówką

• Dalekowidz ile widzi przedmioty z bliska

ZAĆMA CZYLI KATARAKTA

• Chorobę wywołuje zmętnienie soczewki

• Pojawiające się zmętnienia stanowią przeszkodę dla prawidłowego widzenia.

• Stosuje się leczenie operacyjne

SKURCZ I ROZKURCZ ŹRENICY

Parasympatyczny układ stymuluje -skurcz źrenicy

Sympatyczny układ stymuluje -rozkurcz źrenicy

TĘCZÓWKA

• Fragment naczyniówki w postaci krążka

• Zawiera włókna mięśniowe okrężne i promieniste

• Kurczące się mięśnie zmniejszają lub zwiększają źrenicę (otwór w tęczówce) i regulują w ten sposób ilość światła wpadającego do wnętrza oka

• Tęczówka ma zdolność do zmiany apertury wejściowej oka w zakresie od 8 mm w ciemności do 2 mm przy intensywnym oświetleniu.

• Tęczówka zawiera pigment, który nadaje jej charakterystyczną barwę

NACZYNIÓWKA

• Zawiera dużą ilość naczyń krwionośnych, które zaopatrują

siatkówkę w tlen i substancje odżywcze

• Znajduje się w niej czarny pigment zapobiegający odbijaniu świata wewnątrz gałki ocznej

SIATKÓWKA

• Zawiera miliony komórek receptorowych: czopki (ok. 7 min.) i pręciki (ok. 130 min.)

• Pobudzone promieniami świetlnymi komórki przesyłają impulsy włóknami nerwowymi przez tzw. nerw wzrokowy do mózgu

• Plamka ślepa to miejsce połączenia nerwu wzrokowego z gałką oczną które nie zawiera komórek receptorowych

• Aby szczegóły przedmiotu były rozróżnialne, obraz przedmiotu na siatkówce musi pokrywać obszar, na którym leży wiele zakończeń nerwowych

PRĘCIKI

• Aktywne w przyćmionym świetle

• Umożliwiają postrzeganie kształtu i ruchu

• Nie są wrażliwe na barwy

• Usytuowane na obrzeżach siatkówki

• W półmroku kształty przedmiotów są

lepiej widoczne, gdy ogląda się je z ukosa

Rodopsyny -światłoczułe barwniki występujące w narządzie

wzroku

Cząsteczka rodopsyny zbudowana jest z białka opsyny (białko przenikające 7 razy błonę komórkową) i grupy absorbującej światło 11-cis-retinalu

Absorpcja światła powoduje izomeryzację 11-cis-retinalu do formy całkowicie trans retinalu i zmianę konformacji

opsyny.

CZOPKI

• Odpowiedzialne za widzenie w jasnym świetle

• Umożliwiają rozróżnianie szczegółów i widzenie barw

• Mechanizm pobudzenia analogiczny do pręcików

• Plamka żółta to skupisko czopków w centralnej części siatkówki - strefa najostrzejszego widzenia

UKŁAD RGB W OKU

U ludzi występują czopki trzech rodzajów (zawierające różne barwniki).

Każdy z nich reaguje wprawdzie na promieniowanie z całego zakresu widzialnego, ale jest najbardziej wrażliwy na określoną długość fal, odpowiadającą w przybliżeniu jednej z trzech barw:

* Red/czerwony

LWS - fale najdłuższe 560

* Green/zielony

MWS - fale średnie 530

* Blue/niebieski

SWS - fale krótkie 426

Układ tych trzech typów fotoreceptorów umożliwia widzenie całej palety kolorów!

ZABURZENIA WIDZENIA BARWNEGO:

• PROTANOPIA - nierozpoznawanie barwy czerwonej

• DEUTERANOPIA- nierozpoznawanie barwy zielonej

• DALTONIZM - jednoczesna ślepota na barwę czerwoną i zieloną

• CAŁKOWITA ŚLEPOTA NA BARWY - występuje rzadko

Siatkówka oka ludzkiego posiada 5 warstw neuronów, które odbierają i przetwarzają informacje wzrokowe

•Gangliony- wytwarzają potencjał czynnościowy a ich aksony budują nerw optyczny.

•Komórki dwubiegunowe łączą gangliony z komórkami fotoreceptorowymi (czopki i pręciki)

•Uwolnienie neuroprzekaźnika z komórek fotoreceptorowych powoduje uwolnienie neuroprzekaźnika z komórek dwubiegunowych który powoduje wytworzenie potencjału czynnościowego

• Komórki poziome łączą fotoreceptory i komórki dwubiegunowe

•Komórki amakrynowe łączą sąsiadujące komórki dwubiegunowe i

ganglionu

•Takie połączenia czynią oko bardziej czułe na małe i nagłe zmiany

---