Čulni organi - biološka uloga

• Otkrivanje i karakterizacija promena u spoljašnjoj i unutrašnjoj sredini organizma!

Receptor - CNS - Efektor • transduktori elektromagnetne i mehaničke energije...

• transduktori energije hemijskih agenasa...

•... u nervne impulse koji nervnim vlaknima dospevaju do centralnog nervnog sistema

R

CNS

E

Osnovni čulni Osnovni čulni elementi:elementi:

1. Neurosenzitivna ćelija

2. Slobodni nervni završetak

3. Učaureni nervni završetak

4. Neuroepitelna ćelija

Čulni organiOsnovne čulne Osnovne čulne

ćelije:ćelije:

1. Primarna čulna ćelija

2. Sekundarna čulna ćelija

11224444 33

AABBBB BB

**

Čulni organi - klasifikacija

opsti posebni

som aticki

opsti posebni

visceralni

• eksteroreceptori• proprioceptori

• lateralni sistem• elektroreceptori• statoakustički• oči

• nervni završeci• baroreceptori• hemoreceptori

• gustatorni• olfaktorni• vomeronazalni

SOMATIČKI

OPŠTI POSEBNI

VISCERALNI

OPŠTI POSEBNI

Eksteroreceptori - primaju i prevode informacije iz spoljašnje sredine

1. slobodni nervni završeci u krznu kože ili pokožice, imaju zaštitnu ulogu

- kod vodenih kičmenjaka eksteroreceptori su primitivniji dok se kod kopnenih diferenciraju učaureni nervni završeci

1. Opšti somatički receptori

2. učaureni nervni završeci kopnenih kičmenjaka

1. Opšti somatički receptori

Majsnerova telašca (osetljiva na dodir)

Rufinijeva telašca (osetljiva na povećanje temperature)

Krauzeova telašca (osetljiva na sniženje temperature)

Fater –Pačinijeva telašca (oko zglobova, reaguju na pritisak)

3. Neurosenzitivne ćelije – u epitelu olfaktornih i vomeronazalnih organa

4. Neuroepitelne ćelije – mehanoreceptori u dermisu kože, na jeziku, nepcu, akustičko-lateralnih organa...

1. Opšti somatički receptori

Proprioceptori – primaju i prevode informacije iz skeletnih mišića, tetiva, zglobova i okolnog tkiva

1. Opšti somatički receptori

Receptori mišića, tetiva i zglobova

• Proprioreceptivna senzitivna vlakna i gama motorna vlakna inervišu intrafuzalna mišićna vlakna• Goldžijevi tetivni receptori i Fater –Pačinijeva telašca inervišu tetive i zglobove

2. Opšti visceralni receptori

• U vezi su sa održavanjem unutrašnje sredine organizma. To su nekapsulirani slobodni završeci raspoređeni u unutrašnjim organima (mukozi, oko glatkih mišića ili u peritonealnim opnama).

2. Opšti visceralni receptori

• Kod kopnenih kičmenjaka unutar krvnih sudova postoje posebni receptori za obaveštavanje o krvnom pritisku i koncentraciji O2/CO2 u njoj.

• Karotidno telo –

hemoreceptor

• Karotidni sinus –

baroreceptor

• Aortino telo

(kod sisara) – ima

funkciju baroreceptora

Mirisni organi izgrađeni su od:

• Olfaktornog epitela okruženim potpornim ćelijama

• Neurosenzitivna (bipolarna) receptorna ćelija sa cilijama na pikalnom kraju

Olfaktorni organi

• Bazalne ćelije zamenjuju istošene senzitivne

• Sekretorne (Boumanove žlezde) poboljšavaju osetljivost senzitivnih ćelija

Olfaktorni organi

• MAKROSMATIČKE GRUPE

(kolouste, ribe, vodozemci, sisari

• MIKROSMATIČKE GRUPE

(ptice i neki sisari; smanjena osetljivost)

• ANOSMATIČKE GRUPE

(vodeni sisari; nemaju olfaktorne receptore)

Filogenetski najstarije čulo

Mirisni organi

ribe vodozemci

sisari

Mirisni organi predstavljeni su izduženim delovima glave koji predstavljaju nosne otvore obložene mirisnim epitelom.

• Preko hoana (choanae) u vezi su sa usnom dupljom.• Turbinalni elementi – koštane conhae su potporni organi

Vomeronazalni organi

• Kod kopnenih kičmenjaka i riba dvodihalica – Dipnoi, izdvojen je donji hemosenzitivni sistem: Jakobsonov organ

• Neurosenzitivne ćelije vomeronazalnog organa su sa mikrovilima. Vomeronazalni organ komunicira sa usnom dupljom preko nazopalatinskog kanala

• Otkrivaju hemijske agense visoke molekulske težine koji sadrže proteine

• Biološka uloga: detektuju feromone (uloga u socijalnom i reproduktivnom ponašanju)

• Organi čula ukusa grupisani u kvržice (30-40)

• Neuroepitelne ćelije na distalnom delu imaju diferencirane mikrovile

• Receptorne i potporne ćelije su endodermalnog porekla

• Gmizavci i ptice imaju mali broj gustatornih receptora, te smanjeno čulo ukusa

Gustatorni receptori

Akustičko – lateralni sistem

• organi bočne linije tela • električni organi• membranski labirint

Klasifikacija:

• Kinocilium – specijalan tip cilija na vrhu dlakaste ćelije sa senzornim ćelijama u unutrašnjem uhu kičmenjaka.

•dlakaste ćelije poseduju izmenjene mikrovile – stereovili, uronjeni u želatinoznu masu (kupula).

• Pomeranjem kupula i stereovila dodovi do depolarizacije ćel. membrane i stvaranja nervnog impulsa.

Lateralni sistem

• osnovne jedinice – neuromasti

• postoji kod kolousta, riba i larvi vodozemaca, kao bočna linija ili na glavi.

• reaguje na promene vibracija i hidrostatičkog pritiska

N. impuls se aferentnim vlaknima odvodi u CNS a iz CNS se inhibira eferentnim vlaknima

• ampularni organi

•primaju električne stimuluse niske učestalosti

•široko rasprostranjeni kod svih Chondichthyes

•detektuju mehaničke i toplotne senzacije, kao i Zemljino magnetno polje

Elektroreceptorni organi

•Elektroreceptori su specijalizovani deo lateralnog čulnog sistema• Poseduju ih ribe iz grupa Elasmobranchii, Dipnoi, Polypteriformes, Chondrostei i neke košljoribe , kao i beznogi i repati vodozemci Gymnophiona i Urodela.

• tuberozni organi• U obliku kapsula ispod epidermisa

• primaju električne stimuluse visoke učestalosti u odnosu na ampularne

• javljaju se kod malog broja riba sa koštanim skeletom Osteichthyes

Elektroreceptorni organi

•magnetoreceptori

•postoje kod svih grupa kičmenjaka: riba, vodozemaca, gmizavaca, ptica i sisara

• omogućavaju organizmima orijentaciju u prostoru, seobe – magnetni kompas

Biološke uloge:

•orijentacija u prostoru• fonorecepcija

•smešten je u otičkom delu glave – membranski lavirint

• statički deo aparata za održavanje ravnoteže

tri kanala (canales semicirculares) pod uglom od 90˚sa proširenjima (ampullae) na mestu vezivanja za uticulus

Statoakustički organi

puž

• akustički deo aparata

• počinje kesastim proširenjem sacculus koji je u vezi sa utriculusom i lagenom koja se kod amniota završava pužem cochlea

• 3 polukruzne cevi + utriculus + sacculus = vestibularni lavirint

• lagena + cochlea = kohlearni lavirint

puž

Statoakustički organi

• uporedni pregled unutrašnjeg uva kičmenjaka

Statoakustički

organi

Membranski lavirint

• membranski lavirint (labyrinthus membranaceus), dakle čine: • vestibularni lavirint + kohlearni lavirint, nalazi se u delu slepoočne kosti koja je najtvrđa kost skeleta

• receptorna polja membranskog lavirinta

Crista - receptorni nastavci u želatinoznoj kupoli

Macula – membrana na kojoj se nalaze konkrecije kalcijum karbonata i fosfata

• percepcija zvuka naziva se Fonopercepcija

Membranski lavirint

Receptorna polja membranskog lavirinta

Papilla - receptorni nastavci ispod memebrane

receptorna polja

Spoljašnje i srednje uho

• eustahijeva tuba – komunikacija sa ždrelom• vibracije se preko spoljašnjeg slušnog kanala prenose na bubnu opnu, dalje na čekić, nakovanj i uzengiju, pa na unutrašnje uvo i na kraju na slušni nerv• spoljašnje uvo, sa ušnom školjkom (pinna), samo kod sisara• čujni opseg čoveka je 20–20 000 Hz

Eustahijevatuba

Srednje uvo

vodozemci, gmizavci i ptice

• srednje uvo je poreklom od škržne kese kao evaginacija spirakularne duplje u glavi. • spirakularna duplja je od spoljašnje sredine odvojena timpanalnom membranom (Anura, Reptilia, Aves, Mammalia)

sisari

Oko - fotorecepcija

•prercepcija fotoreceptora je u opsegu od 380 nm (UV) - 760 (IR) = transmisioni spektar vode kao dokaz da su izašli iz vode u kojoj je opseg percepcije identičan!• svetlosne promene u spoljašnjoj sredini se primaju bez kašnjenja•brzina svetlosti je 299. 792. 458 m /s

približno 300.000 km /h

 Biološke uloge fotoreceptora:•viđenje spoljašnje sredine•percepciju fotoperiodizma (dužina dana i noći) Fotorecepcioni organi: •parne oči•medijalne oči Fotoreceptorni elementi (na subćelijskom nivou):•u koži•u hipotalamusu

Oko - fotorecepcija

• neke životinje: većina riba, zvečarke, slepi miševi vide i infra crveni spektar.

• kod kičmenjaka ne postoji korelacija (tj. alometrijski odnosi) u veličini očiju i veličini tela: lemur, slon, krtica.

• veličina očnih jabučica je u korelaciji sa njihovom funkcijom, odnosno uslovima u kojima životinje žive: dan, noć, zemljište, voda...

• monokularno viđenje – razdvojena vidna polja (ispod 90⁰C)

• binokularno viđenje – preklapanje (do 140 ⁰C)

• stereoskopsko viđenje – dubinski vid

Oko - fotorecepcija

Čulni organi - parne oči

1. beonjača (sclera) rožnjača (cornea)

2. uvea:sudovnjača (chorioidea)cilijarno telo (corpus ciliare)

dužica (iris) 3. mrežnjača (retina)

Tri sloja tkiva:

• sočivo (lens)• unutrašnjost oko ispunjava staklasto telo (corpus vitreum)• optički nerv (nervus opticus)

zenica (pupilla) – otvor na dužici

Parne oči, retina

Poprečni presek kroz mrežnjaču

žuta mrlja (fovea centralis, macula lutea)

slepa mrlja (macula coeca )

Parne oči

ćelijski elementi retine

čepići

Čulne ćeliještapići - bojačepići, kupaste ćelije – svetlost/tama

• čulne ćelije – primaju svetlosnu draž

• bipolarni neuroni – primaju impulse sa čulnih ćelija

• ganglijski neuroni – primaju impulse sa bipolarnih neurona i šire po mrežnjači

• slepa mrlja – mesto konvergencije aksona na mrežnjači odakle polazi optički nerv

• žuta mrlja – mesto najjasnijeg vida, na koje sočivo prelama svetlost (žiža)

• horizontalni neuroni – omogućavaju horizontalnu integraciju impulsa (povezani sa čulnim i bipolarnim ćelijama)

• amakrini neuroni - omogućavaju horizontalnu integraciju impulsa na nivou ganglijskih neurona.

Parne oči

Neparne oči

• pripada pinealnom kompleksu

• slične građe kao i parne oči

• prenose informacije o dužini i intenzitetu sunčevog zračenja• hibernacija, seobe

• Postoje kod nekih riba (vijuni ili zmijuljice) i i repatih vodozemaca. • U evoluciji neparne oči prvi put su se pojavile kod riba. Zadržale su se kod šakoperki koje imaju koštani skelet, koje su taj organ prenele na kopno.• Izgubile se kod riba sa hrskavičavim skeletom• postojale kod gmizavaca

vijun – Cobitis sp.

Neparne oči