SMYSLOVÉ ORGÁNY SENZORICKÉ FUNKCE (ČIDLA) receptory v buňkách vazebná místa bílkoviny typy receptorů např. acetylcholinové nikotinové (nervosval. ploténka, blokovány kurarinem); muskarinové (úrobní orgány, blokovány atropinem) vazba chemických látek na receptor 1. krok zpracování informace v buňkách (změna metabolismu) čidla receptory soubor receptorových buněk humorální přenos např. hlavní buňky příštítných tělísek: snížení kalcémie zvýšení sekrece parathormonu jednoduchá čidla jejich činnost si neuvědomujeme (vzpřímená poloha antigravitační svaly) 1 2 smyslové orgány (zrak, sluch) v CNS integrace poskytují smyslový obraz skutečnosti počitek základní prvek vnímání (barva, vůně), vjem komplex počitků různé modality (zraková, sluchová) 4 dimenze: kvalita (tyčinky jas, čípky barva), intenzita (síla podnětu), prostorovost (lokalizace předmětu v prostoru), časovost (trvání a pohyb podnětu) adekvátní podněty pro daný receptor (např. sluch, zrak) senzorický práh (např. Weber-Fechnerův zákon pro sluch: roste-li intenzita podnětu řadou geometrickou logaritmickou, vnímáme růst její síly řadou aritmetickou lineární) 3 ROZDĚLENÍ RECEPTORŮ podle struktury buněčné volná nervová zakončení podle lokalizace a působení somatické (exteroreceptory kožní) útrobní (viscerální interoreceptory) podle druhu adekvátního podnětu (mechano-, chemo-, radio-, foto-, termo-) klinicky speciální smysly (zrak, sluch, čich) povrchové kožní (hmat, bolest, teplo, chlad) hluboké (svalů, šlach, kloubů, útrobní) 4 receptorový potenciál (RP) pomalý s dekrementem nikoliv podle zákona vše nebo nic depolarizační (vzruchotvorný, generátorový) obdoba EPSP (chuťové receptory) KOŽNÍ SOMATOSENZITIVNÍ CITLIVOST - HMAT kožní smysly v počtu na 1 cm 2 povrchu kůže: tepelné (2), chladové (13), dotykové (25), bolestivé (200) hyperpolarizační fotoreceptory sítnice savců oba typy vestibulární a sluchové buňky adaptace receptorů snížení aktivity při déle trvajícím působení stejné intenzity (čichové buňky) 5 mechanorecepce vnímá se dotyk, tlak, vibrace (Water- Paccini), lechtání (volné zakončení senzitivních nervů), teplota (později), chlad (dříve) bolest druhy bolesti: somatická (povrchní, kožní) hluboká (svaly, klouby) 6 1
první bolest po vpichu do kůže (A vlákna) druhá bolest po 1 sec po první tupá (c vlákna) svědění vlivem histaminu c vlákna vnímání bolesti centrální, efektivní, emocionální (strach, hysterické stavy) vegetativní (autonomní: zvýšení tlaku, tachykardie) adaptace malá až nulová viscerální bolest zánět žlučníku, žaludku, pankreas (bradykinin) 7 PROPRIORECEPCE ŠLACHO-SVALOVÉ REFLEXY Reflexní oblouk receptor (šlachové tělísko, svalové vřeténko) dostředivá dráha zadními provazci do míchy synapse odstředivou drahou neuritem buňky předního rohu míšního k efektoru nervosvalové ploténce kosterního svalu Brown-Sequardův syndrom jednostranné poškození míchy pod místem poškození ztráta tepelné a bolestivé citlivosti na kontralaterální straně a ztráta dotykové citlivosti s motorikou na stejné straně (a spastická paréza) 8 ZRAK vnímáme světlo vlnové délky 400-750 nm práh 10-17 J, vysoký stupeň osvětlení 10 11 J rozlišování kontrastu černobílého; barevného pohyby oka nitrooční tlak: 2-2.9 kpa (15-22 torrů) schémata oka viz obr. oko složitý optický systém (rohovka, komorová voda, čočka, sklivec) vrstvy z vnějšku dovnitř: rohovka (skléra), cévnatka (chorioidea), sítnice (retina) v detailu viz obr. 1 Dioptrie (D) = převrácená hodnota ohniskové vzdálenosti čočky v metrech; příklad: punctum proximum (tzv. blízký bod tj. nejkratší vzdálenost od oka, kdy předmět vidíme ještě ostře při maximální akomodaci, čili zaostření) je u 20letého člověka cca v 10 cm. Optická mohutnost čočky je 10 D. Je-li tato vzdálenost 1 m, optická mohutnost je 1 D a je-li v 0.5 m, optická mohutnost je 2 D ostrost zraková Snellenovy optotypy minimum visibile je 5 úhlových minut, minimum separabile je 1 úhlová minuta (v detailu v praktikách) 9 10 Fyziologický centrální skotom snížení ostrosti zrakové při sníženém osvětlení (adaptace na tmu trvá cca 20-25 min.) na 1 gangliovou buňku je víc receptorů na periferii sítnice proti fovea centralis, kde mezi 2 čípky podrážděnými je 1 nepodrážděný Zrakové vady krátkozrakost obraz předmětu před sítnicí korekce rozptylkami dalekozrakost obraz předmětu za sítnicí koriguje se spojkami astigmatismus nerovnoměrné zakřivení rohovky koriguje se cylindrickými čočkami presbyopie stařecká dalekozrakost korekce spojkami 11 astigmatismus pravidelný poledníky minimálního a maximálního zakřivení rohovky jsou kolmé na sebe (podle pravidla) vertikální větší než horizontální; proti pravidlu horizontální větší než vertikální nepravidelný astigmatismus po zánětu akomodace oka úprava světlolomných prostředí oka při zření na předměty v různé vzdálenosti od oka (v detailu viz Praktika Purkyňovy obrázky) Zornice pupila sfinkter a dilatátor 2 svaly pro kontrolu osvitu oka řízeny vegetativními nervy. Jde o clonku oka, srovnámeli oko s fotografickým aparátem reakce zornice na světlo a do blízka: zúžení, na vzdálenost a ve tmě dilatace (rozšíření) 12 2
Sítnice max. hustota čípků ve fovea centralis (na žluté skvrně) vidění fotopické tyčinky vidění za šera skotopické čípky 3 druhy pro vnímání 3 barev: červené (415-440 nm), zelené (520-540 nm), modré (550-570 nm) tyčinky pigment rodopsin (max. spektrální citlivosti 500 nm) rodopsin glykoprotein (348 aminokyselin) jeho chromoforová skupina aldehyd vit. A1 (retinal 1) rozklad rodopsinu světlem podráždění fotoreceptoru: blednutí, čili přeměna 11-cisretinalu na trans-formu 13 Adaptace na tmu opačný děj, čili transformace trans na cis formu trvá cca 25 min., nutná přítomnost A vitaminu Generátorový a akční potenciál je v sítnici až na gangliových a amakrinních buňkách (viz obr.) všechny receptory sítnice hyperpolarizační RP (receptorový potenciál): v klidu (za tmy Na, Ca, Mg pumpovány z vnitřního do zevního segmentu tyčinky kanály otevřenými dík cgmp tzv. proud za tmy) to za světla blokováno hydrolýzou cgmp hyperpolarizace fotoreceptoru počet AP gangliových buněk zvýšen při osvitu sítnice (centra on reakce), snížen při ukončení osvitu (periferie off reakce) 14 ZRAKOVÁ DRÁHA 130 milionů tyčinek a 6 milionů čípků konvergence na 1 milion vláken n. optici dále fasciculus opticus chiasma tractus opticus area pretectalis tectup opticum mesencephali corpus geniculatum laterale tr. geniculocalcarinus area 17 v kůře okcipit. laloku barevné vidění, binokulární zření (horopter) v detailu v praktikách 15 SLUCH nástroj lidské komunikace spolu se zrakem sluch nejcitlivější smysl (práh 5.10-18 J) zvuky 16-20 000 Hz jsou vnímány hlasitost tónů vnímány nejvíc tóny kol. 5 khz Převod zvuku zevní zvukovod bubínek střední ucho kladívko kovadlinka třmínek oválné okénko hlemýždě (přenos energie z plynného do tekutého prostředí do perilymfy ve scala vestibuli) převodní cestou vnímány převážně hluboké tóny Eustachova trubice vyrovnává tlaky středouší a nosohltanu 16 Vnitřní ucho umístěno ve skalní kosti, tvoří ho hlemýžď s Cortiho orgánem a statokinetické čidlo percepce zvuku (kostní vedení převážně vysoké tóny) scala vestibuli (horní oddíl) od oválného okénka k vrcholu hlemýždě, kde spojena s dolním oddílem (scala tympani) v obou oddílech perilymfa střední oddíl (scala media, ductus cochlearis), mezi bazilární a spirální (Reissnerovou) membránou obsahuje endolymfu kalium 145 mm; Cortiho orgán s vnějšími a vnitřními vláskovými buňkami (receptory) na bazilární membráně 17 zvukem rozkmitání membrány oválného okénka perilymfy ve scala vestibuli endolymfy ve scala media perilymfy ve scala tympani a zpětně membrány oválného okénka čím vyšší tón tím blíže k bázi hlemýždě (tj. k třmínku) se vyrovnává tlak přes bazilární membránu nízké tóny vyrovnávají tlak blíž k helicotrematu pohyb vzhůru tectoriální a reticulární membrány laterálně budivý (depolarizační) receptorový potenciál vláskové buňky pohyb dolů těchto membrán hyperpolarizace a útlum AP bazilární membrána jako frekvenční analyzátor klidový membránový potenciál zevních vláskových buněk 70 mv, vnitřních 50 mv endokochleární pot. (mezi endo- a perilymfou ): + 80 mv 18 3
Vlásková buňka tenzometr délka zevní vláskové buňky zvětšuje se od baze k vrcholu obsahuje kontraktilní bílkoviny funkce zevních vláskových buněk: zvyšují citlivost vnitřních vláskových buněk, které jsou vlastnímu receptory Sluchová dráha vláskové buňky ncl. cochlearis ventralis, dorsalis lemniscus lateralis colliculus inferior corp.genic. mediale-area 41 v gyrus temp. transvers. a area 42 (Heschlovy závity) binaurální slyšení dáno různým odstupem levého a pravého ucha od zdroje 19 VESTIBULÁRNÍ SYSTÉM slouží k detekci lineárního a úhlového zrychlení hlavy a tím k udržování rovnováhy Statokinetické čidlo 3 polokruhovité kanálky čidlo kinetické utriculus a čidlo statické sacculus macula utriculu leží horizontálně, reaguje na pohyby hlavy dopředu a dozadu macula sacculu leží vertikálně, reaguje na pohyby hlavy nahoru a dolů 21 Vestibulární dráhy polokruhové kanálky + utriculus, sacculus ncl. vestibularis scarpae nervus vestibularis spolu s nervus cochleae n. VIII (statoacusticus) prodloužená mícha v mostomozečkovém úhlu vzestupná část sestupná část 4 jádra vestibulární: horní (Bechtěrevovo), laterální (Deitersovo), mediální (Schwalbeovo), descendentní (Rollerovo) řada spojení s míchou jádry okohybných nervů (Tractus longitudinalis medialis), mozečkem, talamem 22 Labyrintové reflexy tonické a fázické reflexy zpětné stáčení očí při pohybech hlavy k ramenům (z utriculu a snad i ze sacculu) v opačném směru než hlavapohyby očí jsou tonické vestibulární nystagmus viz praktika (Bárányho křeslo) 23 ČICH pro detekci chemických látek čichová sliznice na horní skořepě nosní (regio olfactoria) bipolární buňky dendrity s ciliemi v počtu 10 7 vlákna fila olfactoria skrze membrana cribriformis do bulbus olfactorius čichově aktivní látky odoranty k ciliím proteiny vážící odoranty (OBP) aktivace G olfactoriálního proteinu depolarizační RP práh 10-9 mol/l látky ve vzduchu pomalá adaptace čichu čich s věkem slábne (anosmie necítí nic) 24 4
CHUŤ receptory na jazyku pro detekci chemických látek citlivé jen látky rozpustné ve vodě chuťové prahy 10-2 až 10-6 mol/l typy receptorových AP: depol. (A) slano, hyperpol.-depol. (B) kyselo, hyperpol. (C) sladko, hořko Chuťová dráha inervace jazyka: n. VII (chorda tympani) přední 2/3 jazyka, n. IX a X zadní 1/ 3, dále ncl. tractus solitarii v oblongatě ncl. ventralis posterior medialis talami dále do later. hypotalamu (řízení autonomních reflexů při přijímání potravy) kůra parietálních oblastí (projekce jazyka prostorové rozlišování chuťových podnětů na jazyku) Adaptace chuti 3 sec po dosažení vrcholu RP klesá jeho úroveň na 60 % ageusie zánik chuti; chuťová slepota geneticky 25 5