FYZIOLÓGIA ZMYSLOVÝCH
ORGÁNOV
ZMYSLOVÉ RECEPTORY
Registrácia vstupov ich kódovanie,
integrácia a odpoveďTRANSDUKCIA
TRANSMISIA integrácia
RECEPCIA TRANSDUKCIA TRANSMISIA REAKCIA
SENZÁCIA
PERCEPCIASenzorický receptor
RECEPCIA
TRANSDUKCIA
REAKCIA
efektor
Senzorické aferentné neuróny
Motorické eferentné neuróny
Motorický výstup
senzorický vstup
Mozog a miecha
interneuróny
KLASIFIKÁCIA RECEPTOROV
Podľa druhu podnetu: Podľa funkcie:
MECHANORECEPTORY Telereceptory
CHEMORECEPTORY Exteroreceptory
TERMORECEPTORY Proprioreceptory
FOTORECEPTORY interoreceptory
NOCICEPTORY
Recepcia
Receptor – modifikovaná nervová alebo epitelová bunka, ktorá dokáže zachytiť
zmenu vo vonkajšom alebo vnútornom prostredí a zakódovať ich do nervového
systému (elektrických potenciálov)
Adekvátny podnet – podnet, na ktorý má receptor najnižší prah citlivosti
(maximálnu citlivosť)
SENZÁCIA – POCIŤOVANIE PERCEPCIA - VNÍMANIE
Transdukcia – premena podnetu na membránový potenciál – na
generátorový potenciál – na akčný potenciál
Transmisia – energie podnetu sa vo forme akčných potenciálov
prenášajú do CNS
Integrácia – senzorická informácia sa prenáša do CNS ako
frekvenčný kód (vyjadruje silu podnetu, kvantitu zmien prostredia)
Senzácia (pociťovanie)sa mení na percepciu (vnímanie)
DELENIE
RECEPTOROV
A) NEADAPTUJÚCE SA
B) TONICKÉ – POMALY SA
ADAPTUJÚCE
C) FÁZICKÉ – RÝCHLO SA
ADAPTUJÚCE
AKOMODÁCIA – pokles
aktivácie Na kanálov v
membráne receptora a v
terminálnej časti
aferentného vlákna
počas trvania podnetu
rovnakej sily
Typy receptorov z hľadiska adaptácie na
podnet
Tonické receptory sú
pomaly sa adaptujúce
zodpovedajú
dĺžke podnetu
Fázické receptory sa rýchlo
adaptujú na podnety a
znovu sa podráždia pri
ukončení podnetu
Zmena
potenciálu
akčné
potenciály
v
senzorickom
neuróne
axón
senzorického
neurónu
Zmyslové orgány Zmyslové receptory – premieňajú energiu z
vonkajšieho prostredia (podnety) na akčné potenciály, ktoré sa zmyslovou dráhou vedú do centra
Stimulácia senzorického receptora vyvolá určitý, jedinečný vnem – zákon špecifických energií
Kvalita podnetu (modalita) je daná umiestnením receptora a jeho spojením s projekčnými neurónmi. Každý senzorický neurón má svoj
Adekvátny podnet1) vytvára receptorový (generátorový, miestny)
potenciál – nešíri sa ďalej po nervovom vlákne2) Po dosiahnutí prahovej hodnoty depolarizácie
vznikne akčný potenciál (5)
Príklad: Keď vidíme svetlo, znamená to, že sme dosiahli prahovú hodnotu pre vznik AP, ktorýprišiel do mozgovej kôry
Kvantita podnetu je daná frekvenciou akčných potenciálov, ktoré sa privedú do projekčného
centra
FYZIOLÓGIA ZMYSLOVÝCH
ORGÁNOV
ZMYSLOVÉ RECEPTORY
OKO
OKO – ZMYSLOVÝ ORGÁN ZRAKU
Zachytáva EM vlnenie limitovaného
rozsahu, receptory menia energiu
EM svetla na energiu AP
Svetlo prechádza všetkými štruktúrami
kým dopadne na retinu - sietnicu
IRIS (DÚHOVKA) - MIÓZA, MYDRIÁZA
IRIS – sústava radiálnych a cirkulárnych
svalov, ktoré rozširujú alebo zužujú zrenicu
(pupilu – otvor v iris) pigmenty retiny dávajú
očiam farbu
V šere – aktiváciou sympatika sa kontrahujú
radiálne svaly – zrenica za rozšíri
Vo svetle – aktiváciou parasympatika sa
Kontrahujú cirkulárne svaly – zrenica sa
zúži
sympatikus
parasympatikus
Radiálny sval
Cirkulárny sval
zrenica
šero
svetlo
AKOMODÁCIA
AKOMODÁČNÉ TRIAS
1. AKOMODÁCIA ŠOŠOVKY
Kontrakcia ciliárneho svalu
zmenší jeho diameter a uvoľní
zonulárne vlákna, čím sa šošovka
Vlastnou elesticitou vyklenie
2. MIÓZA (MIOSIS)
Zúženie zrenice, aby sa obraz
koncentroval do žltej škvrny,
Miesta najostrejšieho videnia
3. KONVERGENCIA BULBOV
Obe oči konvergujú tak, aby
obraz videneého dopadal na
žltú škvrnu v oboch očiach
Neakomodvané oko
vidí do diaľky
Akomodované
oko
vidí do blízka
Zákal šošovky
– KATARAKTA
Elastická šošovka
sa zaokrúhľuje
Ciliárny
sval
relaxuje,
vlákna sa
napnú a
šošovka
sa oploští
Ciliárny
sval sa
kontrahuje,
vlákna sa
uvolnia a
šošovka
sa vyduje
Svetelné lúče
z ďalekých
predmetov sú
takmer paralelné
a nepotrebujú
refrakciu aby
dopadali na
sietnicu
Svetelné lúče
z blízkych
predmetov divergujú
a potrebujú
refrakciu aby
dopadali na sietnicu
počítačová
PERIMETRIA
SKOTÓMY
PERIMETER – ZORNÉ POLE PRI GLAUKÓME
PERIMETER
ĽAVÉHO OKA
GLAUKÓM – ZELENÝ ZÁKAL
Zvýšenie vnútroočného tlaku
pre neschopnosť Schlemmovho
kanála drénovať vnútroočnú
tekutinu do venózneho systému
Hromadenie tekutiny zvyšuje tlak
v očných komorách – zvyšovanie
útlaku sietnice – zmeny zorného
poľa (okrem iných príznakov je
diagnostickým príznakom
hronického glaukómu)
Schlemmov kanál
Model oka – vznik
obrazu na sietnici
EMETROPIA
AMETROPIA – OSOVÁ = dĺžka očného bulbu je neadekvátna refrakčnej sile oka
´- REFRAKČNÁ = refrakcia šošovky je neadekvátna dĺžke bulbu
KATARAKTA
AFAKIA = oko bez šošovky
KRÁTKOZRAKOSŤ
ĎALEKOZRAKOSŤ
EMETROPIA – videnie zdravého oka, obraz sa tvorí na sietnici
AMETROPIA –1) Osová (dĺžka bulbu)2) Sférická (lomivosť)3) Nesférická (astigmatizmus)4) Chromatická
ASTENOPIA pri malých refrakčných chybách trvalo zvýšené korekčné úsilie
Akomodáciou možno vykorigovať sférickú a osovú ametropiu, nie astigmatizmus
Nekorigovaná ametropia jedného oka – AMBLYOPIASTRABIZMUS – škuľavosť
Refrakcia oka nie je počas života človeka konštantná0 - 8 rokov hypermetropická fáza8 – 20 rokov myopická fáza20 – 40 rokov stabilizácia 40 – 65 rokov hypermetropická fázaPo 65. roku myopická fáza
KATARAKTAGLAUKÓMSKOTÓMY
Farebné (fotopické - denné) videnie zabezpečujú čapíky (cca 6 miliónov)Čapíky sú najcitlivejšie na vlnovú dĺžku 555 nm (žlto- zelená). Tyčinky sú najcitlivejšie na vlnovú dĺžku 505 nm (modro- zelená). Modro- zelené predmety vidíme za šera alebo pri slabom svetle (večer) ako jasnejšie, než červené predmety.
Najvyššia koncentrácia čapíkov v centrálnej jamke(každý čapík má svoje nervové vlákno –veľká rozlišovacia schopnosť)Čapíky obsahujú fotopigmenty, ktoré sa svetlom rozkladajúTRICHROMATICKÁ TEÓRIA (YOUNG)Vnímanie mnohých farieb je výsledkom stimulácie troch druhov čapíkov s rôznym pigmentom, ktorý absorbuje svetlo rôznej vlnovej dĺžky – modrá, červená a zelená
ČAPÍKY – RECEPTORY
PRE FAREBNÉ VIDENIETRICHROMATICKÁ TEÓRIA
ZÁKLADNÉ FARBY
– ČERVENÁ, - 560 nm
- ZELENÁ, - 530 nm
- MODRÁ - 430 nm
KOMPLEMENTÁRNE FARBY
červená-zelená,
modrá-žltá,
biela-čierna
TYČINKY – RECEPTORY
PRE ČB VIDENIE
Horizontálne bunky
Amakrinné bunky
Fotoreceptory
Bipolárne bunky
Gangliové bunky
ROZMIESTNENIE TYČINIEK A
ČAPÍKOV NA SIETNICI
Čapíky najvyššia
Hustota, najnižšia
konvergencia
tyčinky
Tyčinky -najvyššia
hustota
čapíky
Periférne od žltej škvrnytemporálne Žltá škvrna nazálne
Pigment
Receptory
Horizontálne
Bunky
Bipolárne
bunky
Amakrinné
Bunky
Gangliové
Bunky
Nervové
vlákna
ADAPTÁCIA NA TMU
tyčinky
čapíky
FOTOPICKÉ VIDENIE – ZA SVETLA)
SKOTOPICKÉ VIDENIE – ZA ŠERA
FAREBNÉ VIDENIE
ZRAKOVÉ PIGMENTY
FOTOPSÍNY (cyanolab, erytrolab, chlorolab)
SKOTOPSÍN (rodopsín)
ROZKLAD PIGMENTOV = vnímanie farieb
FYZIOLOGICKÝ NYSTAGMUS
ŽLTÁ ŠKVRNA
- MIESTO NAJOSTREJŚIEHO VIDENIA
- NAJVYŠŠIA ROZLIŠOVACIA SCHPNOSŤ
Podráždením jedného typu čapíkov – vnem jednej farby
Podráždením dvoch alebo troch typov čapíkov nerovnakou
intenzitou svetla – vzniká vnem ostatných farieb
Ak sa stimulujú všetky 3 typy čapíkov rovnakou intenzitou – vzniká
vnem bielej farby
Citlivosť čapíkov
VYŠETRENIE FARBOCITU – FAREBNÉHO VIDENIA
Ishiharove pseudoizochromatické tabuľky
Protanopia – bez červenej
Deuteranopia – bez zelenej
Daltonizmus – bez červenej aj zelenej
Časté 8-10% populácie - muži
Tritanopia – bez modrej
zriedkavá (0.008% populácie)
Toto farebné zloženie odlíši
aj farboslepý
Toto farebné zloženie
neodlíši človek s poruchou vnímania
červeno-zeleného spektra
Takto vidí pes červeno-zelená farbosleposť
Takto vidí človek
Vlnová dĺžka v nm
FAREBNÉ VIDENIE
Vnímanie určitej farby závisí od stupňa podráždenia každého z troch druhov čapíkovRovnomerné podráždenie všetkých troch dáva vnem bielej farby
FarbosleposťDôsledok vrodeného chýbania určitého druhu čapíkov.Dichromati majú len dva druhy čapíkov, ak chýbajú červené –protanopia, ak zelené – deuteranopia, ak modré – tritanopiaMonochromati vidia odtiene čiernej a bielejFarbosleposť je viazaná na chromozóm X, preto ženy = prenášačky a muži = farboslepí (8% populácie )
Farebné videnie zabezpečujú výhradne čapíky. Vnem ktorejkoľvek farby môžeme
vyvolať zmiešaním červeného, modrého a zeleného svetla. V sietnici existujú tri
druhy čapíkov, pričom každý druh je maximálne citlivý na jednu z troch základných
farieb. V sietnici oka sa najprv farebný vnem ”rozkladá” na tri základné farby a
výsledný obraz sa opäť ”zloží” z jednotlivých farieb pravdepodobne až v mozgovej
kôre.
FAREBNÉ VIDENIE
STEREOSKOPICKÉ VIDENIE
Binokulárne kľúče
Horopter
Binokulárna disparita – obrazy sa premietajú v oboch očiach na disparátnych miestach
sietnice (nie presne na tom istom mieste v každom z oboch očí), čo spôsobuje posun
Vyvolávajúci 3D videnie (väčšia vzdialenosť posunu vyvolá diplopiu, žiadna 2D videnie)
Monokulárne kľúče
Perspektíva
Pohybová paralaxa
Predmety na horopteri sa projikujú
Na korešpondujúce miesta sietnice
Zraková dráha
Vedenie akčných
potenciálov z receptorov
do mozgového centra
V gangliových bunkách sietnice
sa po stimulácii prahovými a
nadprahovými podnetmi
tvoria akčné potenciály
Tie sa vedú cez nervus
opticus z každého oka
V chiasma opticum sa dráhy z
nazálnych polovíc sietnice
krížia v chiasma opticum,
z temporálnych polovíc sietnice
Prechádzajú neskrížene do
talamu a odtiaľ cez radiatio
optica do primárnej zrakovej kôry
v záhlavnom laloku (BA 17)
FYZIOLÓGIA ZMYSLOVÝCH
ORGÁNOV
ZMYSLOVÉ RECEPTORY
UCHO
UCHO VONKAJŠIE – vzduch, STREDNÉ - vzduch
VNÚTORNÉ - tekutina
Malleus
Incus
Stapes
SLUCHOVÉ RECEPTORY
Vnútorné ucho v slimáku – cochleaScala vestibuli
Scala media – ductus cochlearis vnútri Cortiho orgán s vláskovými
bunkami (mechanoreceptory)
Scala tympani
SLUCH
VNÍMANIE ZVUKOVÝCH
FREKVENCIÍImpulzy
v kochleárnom nerve
Nízke
frekvencie
Vysoké
frekvencie
Vlny
V scala
vestibularis
Kostičky
Vibrujú ako
celok
Strmienok
pohybuje
oválnym
okienkom
Zvukové
Vlny narzia
na bubienok
Vlny zostúpia
do scala tympani
Vlny prstupujúce
cez scala media
Tlak na okrúhle
okienko
AUDIOMETRIA – vyšetrenie sluchu
PORUCHY SLUCHU – PREVODOVÁ PORUCHA
Porucha vonkajšieho alebo stredného ucha
Modrá/horná línia – počutie kosťou cez procesus mastoideus
Červená/spodná línia – počutie vzduchom cez vonkajšie
a stredné ucho
Normálny audiogram Percepčná hypoacusis
AUDIOMETRIAPORUCHY SLUCHU – PERCEPČNÁ
PORUCHA
-Porucha receptorových buniek
a) Parciálna
Pre vysoké tóny (presbyacusis)
Pre nízke tóny (deštrukcia hlukom)
b) Totálna
Napr. vplyvom liekov (CHF, STM)
- Porucha nervových vlákien a/alebo
projekčných centier
Z receptorov (vláskové bunky) v Cortiho orgáne cez VIII. hlavový nerv
do talamu a primárnej sluchovej kôry v spánkovom laloku
SLUCHOVÁ DRÁHA
FYZIOLÓGIA ZMYSLOVÝCH
ORGÁNOV
ZMYSLOVÉ RECEPTORY
BOLESŤ
POCIŤOVANIE A VNÍMANIE BOLESTI
KVALIFIKÁCIA BOLESTI:
POVRCHOVÁ (KOŽNÁ)
a) RÝCHLA (pichnutie)
presná lokalizácia, krátke trvanie,
Vedenie vláknami A deltaVyvoláva: tachykardiu, zvýšenie TK, zvýšenie glykémie, potenie,
zníženie motility GIT
b) POMALÁ (popálenie)
menej presná lokalizácia, perzistuje
vedenie C vláknami
HĹBKOVÁ
a) VISCERÁLNA
(spazmy a distenzie hladkej svaloviny,tumory, zápaly)
Nepresná ale konštantná lokalizácia
– „prenesená bolesť“ (ďalej)
Vedenie C vláknamiVyvoláva: bradykardiu, hypotenziu (mdloby), vracanie, potenie
b) SOMATICKÁ (deštrukcia svalov, kĺbov, periostu)
Nepresne lokalizovaná
Vedenie vláknami A delta aj C, uvoľnenie substancie P
KVANTIFIKÁCIA POCIŤOVANIA A VNÍMANIA BOLESTI
Senzácia – pociťovanie bolesti je uniformné
Dokázané HARDYHO dolorimetrom
(systém kondenzujúcich šošoviek, dopad tepla zo svetla
na začiernenú pokožku)
Jednotka – 1 JND (just noticeable difference)
0 JND – podprahová bolesť
1 JND – prahová bolesť
21 JND – maximálna (neznesiteľná) bolesť
HYPOALGÉZIA – pokles vnímania bolesti
(akupunktúra, akupresúra, zranenia vo vojne)
ANALGÉZIA – necitlivosť na bolesť
(lokálna, inhalačná, regionálna)
HYPERALGÉZIA – zvýšená vnímavosť
bolestivých podnetov
(talamický syndróm pri infarkte postero-inferiórneho
Talamu – facilitácia prenosu bolestivého signálu)
PRENESENÁ BOLESŤ
KONVERGENČNÁ TEÓRIA
Ascendentných neurónov II. radu je menej
ako aferentných vlákien z receptorov –
Konvergencia podnetov z určitých miest
kože a vnútorných orgánov Napr. srdce a koža vnútorných častí ľavého
ramena a predlaktia
Význam - diagnostické symptómy
Napr. pri infarkte myokardu
FACILITAČNÁ TEÓRIA
AP z viscerálneho orgánu facilitujú –
preddepolarizujú neurón II. radu,
slabý podnet zo somatickej štruktúry
vzruší aferentný neurón, na ktorom
oba konvergujú s výsledným vnemom
zo somatickej štruktúry (bolí ruka
namiesto srdca)
PRENESENÁ BOLESŤ
Headove zóny
prenesenej bolesti z
viscerálnych orgánov
1. Pľúca
2. Srdce
3. Črevá
4. Močový mechúr
5. Močovod
6. Obličky
7. Pečeň
8. Žalúdok
9. Pečeň
10.Urogenitálny systém
FANTÓMOVÁ BOLESŤ
CNS identifikuje kvalitu a miesto podnetu prostredníctvom
receptorov a ascendentných dráh, ktoré vedú AP
CNS nevie rozlíšiť AP z receptorov
od tých, ktoré vznikli na
ascendentnej dráhe
Ak je zachovaná časť ascendentnej
dráhy, mozog „nevidí“, že orgán
s receptorom chýba
MECHANIZMY HYPOALGÉZIE
Ovplyvnenie neurónu II. radu
cez interneuróny ovplyvnené
descendentnými dráhami z
retikulárnej formácie.
Descendentné kolaterály inhibujú
aferentácie bolesti znížením
uvoľňovania neurotransmitera
na vzostupnom neuróne
Výsledok – dosiahnutie nižšej
frekvencie AP postupujúcich
do talamu
MECHANIZMUS PRESYNAPTICKEJ
INHIBÍCIE
- CENTRIFUGÁLNA INHIBÍCIA BOLESTI
MECHANIZMUS PRESYNAPTICKEJ
INHIBÍCIE - PAIN GATING
Mechanizmus:
- Kolaterály nebolestivých vlákien vytvárajú
axo-axonálne synapsy s bolesťovými
Vláknami a preddepolarizujú ich
- AP na bolesťovom vlákne stratí pôvodnú
Amplitúdu
- vyplaví sa preto menej neurotransmitera
na cieľovom neuróne
- nižšia pravdepodobnosť prevodu AP
na ďalší neurón (II. Radu)
MECHANIZMY HYPOALGÉZIE
Nebolestivá senzácia napr. z tlakových
receptorov v koži prekryje bolestivú senzáciu
z tej istej kožnej oblasti, lebo ich nervové vlákna
(I. radu) končia na tom istom aferentnom
Neuróne (II. radu)
3-NEURÓNOVÁ AFERENTNÁ DRÁHA ZO
ZMYSLOVÝCH RECEPTOROV DO KÔRY
Neurón I. radu
v gangliách zadných
miechových povrazcov
Neurón II. radu
v mieche alebo v
predĺženej
mieche
Neurón III. radu
v talame
Výnimkou je vnímanie
čuchových vnemov,
Kôra mozgu:
Primárna – snzácia - pociťovanie
Sekundárna a terciárna –percepcia
-vnímanie