Senzorické funkce. Základem je přeměna určitého typu energie podnětu na biologicky použitelnou informaci

Transkript

1 Senzorické funkce A. Mechanismy percepce: Informace o změnách vnějšího (kde je potrava) a vnitřního prostředí (hypoglykémie) Prostřednictvím receptorů : exteroreceptory interoreceptory proprioreceptory Základem je přeměna určitého typu energie podnětu na biologicky použitelnou informaci Receptory (volná nervová zakonč, speciální oko) Podněty: 1. Typ : elektromagnetické (světlo), mechanické (tlak, zvuk), chemické (kyselost, tvar molekuly), tepelné Receptory: fotoreceptory chemoreceptory mechanoreceptory termoreceptory nociceptory 2. Intenzita podnětu 1

2 3. Specificita receptorů preference určitého typu podnětu (Oko-světlo, ucho zvuk) úloha přídatných orgánů (čočka, kůstky středního ucha) Adekvátní podnět podnět nejnižší práh (neadekvátní podnět vyšší práh, vysoká teplota - bolest) B. Mechanismy přeměny energie určitého typu na biologický signál receptor -změna permeability membrány buňky pro ionty (Na) depolarizace (hyperpolarizace) receptorový potenciál Adaptace receptorů minimální adaptace tonické rychlá adaptace - fázické Akomodace zvýš prahu při déletrvající depolarizaci, je vyvolána inaktivací sodíkových kanálů 2

3 Kůže: Specializovaný orgán hranice mezi zevním prostředím a tělem Povrch: 1,6 2 m 2 Tloušťka: různá (nejtenčí víčka 0,1 mm, nejsilnější plosky chodidel 3, 6 mm) Hmotnost: 1/16 hmotnosti těla (3 kg + 17 kg tuková tkáň) Obnova: Epidermis: keratinizovaná epitelová vrstva, olupuje se Buňky: keratinocyty, melanocyty, Langerhansovy bb. I. Epidermis (epitel) - bariéra II. Dermis (pojivo) cévy, nervy, receptory, kolagenní a elastická vlákna 1. Epidermis: str. basale kmenové buňky sebeobnova 2 4 týdny spinosum granulosum lucidum corneum 2. Dermis A. Potní žlázy: a) Ekrinní (vyúsťují přímo volně na povrch) b) Apokrinní (vyúsťují do vlasového folikulu) c) Prsní B. Mazové žlázy C. Vlasy + nehty 3

4 Funkce kůže: 1. Ochrana organismu: a) proti mechanickým (posun, elasticita, zesíl rohové vrstvy), chemickým (ph, kožní maz) tepelným (mikroatmosféra) světelným vlivům (filtrace UV zář tloušťka epidermis, kožní pigmenty melanin) Melanin barva kůže, produkt melanocytů, oxidovaný (černý), redukovaný (hnědý): tvorba vnější podněty (UV), vnitřní podněty výživa, těhotenství, b) proti mikroorganismům samočištění, nízké ph (4,5 6), Langerhansovy buňky (rozpoznání antigenu, jeho prezentace, receptory pro IGg a komplement) 2. Termoregulace: a) tepelná izolace (podkožní tuk) b) arteriovenózní anastomózy (akrální části) sympatikus c) perspirace (perspiratio insensibilis (odpařování) a sensibilis) 3. Komunikace se zevním prostředím receptory reakce na: a) mechanické b) termické c) bolestivé podněty Nerovnoměrné zastoup v kůži Reakce na specifické podněty Transformace energie podnětu na vlastní typ energie změna membránového potenciálu (přítomnost iontových kanálů) receptorový potenciál Receptorový potenciál: tonický fázický Většinou depolarizace (Na, K, Ca) x hyperpolarizace Receptorový (generátorový potenciál) 4

5 o k a é aj k r c i to g u a lo o em iál chn s la ter -te í h n o a u e o m ick ř í s š í í se ijn em š l í a no d už stud y ch o a ázá l ý l e. s a) Mechanorecepce: dotyk, tlak, vibrace, lechtání o t otělíska, k azterče, lům ak v Receptory: Vater-Paciniho tělíska, Meissnerova Merkelovy n š e k volná r zakonč é nervová e je z Ruffiniho tělíska, receptory vlasových folikulů, č P k m ň l ú ra o v p reakci srozhoduje: ku a jejich o y O zapoj jednotlivých receptorů m o d V ý uto d - Intenzita a typ podnětu n ji u a rů to - Rychlost adaptace o n k - Směrová citlivost í las t ob Te i iu už ouh d o p zs tu s o e ke Jeh b 5

6 Vater-Pacini: rychlé vibrace (rychlá adaptace), ne směr Meissnerova tělíska: pomalé vibrace (středně rychlá adaptace), ne směr Merkelovy terče: pomalá adaptace, on- reakce, směrová citlivost menší Ruffiniho tělíska: pomalá adaptace Volná nervová zakonč (nocicepce, termorecepce): dotyk nízká intenzita, pomalý pohyb podnětu - lechtání, latence, následný výboj směrová citlivost Receptory vlasových folikulů: středně rychlá adaptace, směr ohýbání vlasu Dotykový práh Prostorová rozlišitelnost dvou bodů podle stimulovaných oblastí (bříška prstů, rty vysoká denzita specifických receptorů) projekce v SI Kožní vnímání komplexní Aferentace: Myelinizovaná vlákna - Aα (30 70 m/s) Zadní kořeny Dráha zadních provazců Thalamická jádra Cortex 6

7 b) Termorecepce: vnímání tepla a chladu chladové receptory tepelné receptory c) Nocicepce: fyziologická signalizace ochrana organismu před poškozm -Vnímání bolesti -Emoce -Vegetativní reakce -Adaptace: nulová Rozděl: somatická povrchní (kůže) a hluboká (svaly, klouby, pojivo) útrobní centrální (drážděním nad nociceptory) Spící nociceptory až při poškoz tkáně 7

8 4. Resorpční a exkreční funkce: resopce: látek rozpustných v tucích exkrece: tvorba potu potní žlázy (ekrinní) 5. Sociální komunikace 6. Zdroj vitaminu D Z v kůži uloženého 7 dehydrocholesterolu UV zářm játra hydroxylace na 25-C, v ledvinách hydroxylace na 1,25 -dihydroxycholekalciferol (kalcitriol) Zrakový systém Adekvátní podnět pro zrakové receptory světlo elektromagnetické zář 770 nm (červená) 380 nm (fialová) 1. Vnější vrstva skléra (bělima), kornea (rohovka) 6 očních svalů 2. Střední choroidea (cévnatka vaskularizovaná, pigmentovaná vpředu iris (duhovka) pupila (zornice) čočka připevněná ke corpus ciliare 3. Vnitřní - retina (sítnice) tyčinky a čípky a komplex mnoha vrstev bb. a nn. vláken Macula lutea (1mm 2 ) fovea centralis Nazálně slepá skvrna (n.opticus) 8

9 Optické prostředí oka Obraz na sítnici skutečný, převrácený, zmenšený rohovka (optická mohutnost 43 D), čočka (13 26 D), Při relaxaci hladké svaloviny řasnatého tělíska čočka plochá daleké vidění Kontrakce hladké svaloviny (parasympatikus) největší zakřiv pro vidění nablízko (akomodace) Korekce refrakčních vad Krátkozrakost (myopie, korekce rozptylkami) Dalekozrakost (hypermetropie, korekce spojkami) Zakřiv rohovky n shodné ve vertikální a horizontální ose ve vertikální je větší (rozdíl je 0,1 mm 0,5 D) Je-li rozdíl zakřiv větší nezobrazuje se bod jako bod, ale jako čára ASTIGMATISMUS 9

10 Reakce zornic: Miosa zúž Mydriáza rozšíř Význam: Mění množství dopadajícího světla na sítnici Mioza vede ke zvýš hloubky ostrosti (eliminace paprsků, které dopadají do oka pod větším úhlem) Průsvit zornice je určován činností dvou svalů: M. sphincter pupillae (parasympatikus) M. dilatator pupillae (sympatikus) Sítnice : 10 vrstev (zjednodušené schéma 4 vrstvy): 1. Pigmentový epitel bb. melanin, zasahují mezi receptory (albíni) význam ochrana, fagocytóza 2. Fotoreceptory tyčinky (5,55 milionů a čípky (125 milionů) Čípky fotopické vidění Tyčinky skotopické vidění 10

11 Tyčinky a čípky pigment rodopsin liší se citlivosti a rozmístěním na sítnici Tyčinky černobílé vidění citlivější početnější, č počty se liší u nočních č íha denních íhživočichů, Primáti 120 mil.tyčinek, 6,5 mil. čípků Čípky barevné vidění Čípky koncentrovány do fovea centralis, směrem do periferie jich ubývá Množství tyčinek se směrem k periferii zvětšuje Disk Membrána Rodopsin Fosfodiesteraza Na + TMA Na + Na + Na + K + K + K + SVĚTLO Na + Na + Na + K + K + K + 5 GMP cgmp Transducin cgmp Na + Blokáda Na-kanálů - hyperpolarizace 11

12 Trichromatické vidění 74 Ztráta červených čípků protanopie zelených deuteranopie modrých tritanopie Ztráta červených-zelených čte 21 Zorné pole levého oka 12

13 Zraková dráha: 1. n. opticus (1 milion vláken) chiasma opticum 2. Corpus geniculatum laterale (specifické talamické převodní jádro) 3. Tr. geniculocalcarinus (radiatio optica) do zrakové kůry Tr. retinohypothalamicus do nc. suprachiasmaticum cirkadiánní rytmus pretektální jj. fixační pohyby a pupilární reflexy colliculus superior bilaterální pohyby - konvergence Somatosenzorické vstupy 13

14 Tyčinky: Vlivem světla klesá citlivost tyčinek Adaptace na tmu (40 min) obnova rhodopsinu, citlivost se zvyšuje (25 000x) Čípky Adapatce čípků na světlo rychlá (5 min), ale nižší citlivost Význam dalších buněk: Bipolární, horizontální, amakrinní bb. elektrické synapse Akční potenciál až gangliové bb. Receptorový potenciál (hyperpolazizace) pokles vodivosti pro Na+ a Ca2+ Zmenš výdeje glutamátu On-gangliové bb. AP frekvence stoupá s výškou RP Reakce různých částí receptivních polí sítnice (i mozkové kůry) Axony gangliových bb. n. opticus, nestimulované gangliové bb. tonicky aktivní (5/s) Princip konvergence na periferii sítnice, ve fovea centralis 1:1 Sítnice 14

15 Zraková dráha: n. opticus (1 milion vláken) chiasma opticum Corpus geniculatum laterale (specifické talamické převodní jádro) Tr. geniculocalcarinus (radiatio optica) do zrakové kůry Tr. retinohypothalamicus do nc. suprachiasmaticum cirkadiánní rytmus pretektální jj. fixační pohyby y a pupilární p reflexy colliculus superior bilaterální pohyby - konvergence Sluch 15

16 Podnět: zvukové vlny (šíř vzduch, voda) IIIIIII I I I I IIIIIIII I I I I IIIIIII I I I I Při stejné rychlosti šíř (ve vodě 4x větší rychlost šíř) Intenzita db Lidské ucho: Hz Nejcitlivější: Hz, 60 db (lidský hlas) Střední ucho: Šepot 20 db Hovor 60 db Metro 100 bb Bolest 140 db Vzdušné ved Vnější ucho: Boltec Zvukovod Bubínek sluchové kůstky svaly m. tensor tympani (na kladívko) m. stapedius (ochrana vnitřního ucha před poškozm) Eustachova trubice - farynx 16

17 Vnitřní ucho cochlea (35 mm dlouhá), vyplněná tekutinou Rozděl: 3 oddíly (scala vestibuli oválné okénko, scala tympani a scala media - na basilární membráně vláskové buňky Perilymfa scala vestibuli a tympani ( koncentrace Na, nízká K) Endolymfa scala media ( K, nízká Na) stria vascularis Cortiho orgán: 1 vrstva 3000 vnitřních vláskových buněk 3 4 vrstvy vnějších vláskových buněk + buňky ypodpůrnép Povrch tektoriální membrána 17

18 Ohnutí vlásků (o 0,5 nm směrem k stria vascularis) otevř K kanálů = Depolarizace uvolnění mediátoru AP Pohyb bazilární membrány různý stupeň deformace od baze k apexu: nízké frekvence na vrcholu, vysoké na bazi (tónotopie) Nervová vlákna z hlemýždě do g. spirale venrální a dorzální sluchová jj. Přes specifické talamické převodní jj. do sluchového kortexu Statické čidlo lineární zrychl (pohyby hlavy) utrikulus, sakulus Kinetické čidlo úhlové zrychl (rotace) 3 polokruhovité kanálky 18

19 Statické čidlo utriculus, sacculus poloha hlavy vzhledem ke gravitaci vláskové buňky Kinetické čidlo: 3 polokruhovité kanálky horizontální laterální, přední-vertikální (horní) zadní vertikální vyplněné endolymfou Ampula crista ampularis vláskové bb. Pohyb endolymfy stereocilie ke kinocilii depolarizace více AP N. Statoacusticus Vestibulární ganglium vestibulární jj. CNS 19

20 Chuť Chuť slož potravy chuťové mechanorecepce (taktilní) nociceptory (pepř) 20

21 4 základní modality: sladko, slano, kyselo, hořko Sladko sacharoza (1), fruktoza (1.7), glukóza (0.8), sacharin (625) Slano ionizované soli (kationty), NaCl (1), KCl (0.6) Kyselo proporcionální k logaritmu koncentrace H + Hořko a) organické látky s dlouhým řetězcem s N b) alkaloidy kofein, strychnin, nikotin rostlinné jedy Různá lokalizace Různé typy receptorů Více než 100 typů Receptorový potenciál: depolarizace, význam slin, intenzita podnětu Čich 21

22 Čich poslední popsaný smysl, subjektivní vnímání, u člověka rudimentární Podnět: těkavá látka rozpustnost ve vodě (hlen) rozpustnost v lipidech (cilie) Vzduch musí procházet horním oddílem čichání Receptorový potenciál: depolarizace Adaptace 50% během 1 s (receptory i CNS granulární bb. bulbus olfact.) detekce více než 50 typů (zrak 3) 22