Лекция 12. Анализаторы. Органы чувств.

Понятие об анализаторах

Одна из важнейших функций нервной системы — получение и анализ информации об изменениях условий внешней и внутренней среды. Эту функцию нервная система осуществляет с помощью анализаторов. Нервная система получает информацию, обрабатывает ее и на этой основе выполняется ответная программа деятельности организма. Понятие об анализаторах ввел И.П.Павлов.

Анализаторы состоят из трех частей, анатомически и функционально связанных: рецепторной, периферической части анализатора; проводниковой части — нервных путей, по которым информация передается в центральную часть анализатора; нервных центров в коре головного мозга, в котором информация анализируется.

Рецепторная часть представлена нервными клетками, воспринимающими раздражения. В зависимости от природы раздражителя различают фоторецепторы, механорецепторы, хеморецепторы, терморецепторы, болевые (ноцицепторы).

То, что обычно называют органом чувств, является периферической частью анализатора. У человека связь с внешней средой осуществляется с помощью шести органов чувств: зрения, слуха, вкуса, обоняния, осязания и равновесия.

Зрительный анализатор.

Орган зрения — важнейший из органов чувств, обеспечивающий человеку до 90% информации. Периферическая часть анализатора — орган зрения состоит из глазного яблока и вспомогательных органов: веки, ресницы, слезные железы, глазодвигательные мышцы (рис. 235).

Рис. 235. Схема строения глазного яблока:
1 — роговица; 2 — склера; 3 — сосудистая оболочка; 4 — сетчатка; 5 — передняя камера глаза; 6 — радужка; 7 — задняя камера глаза; 8 — ресничная мышца; 9 — цинновы связки; 10 — хрусталик; 11 — стекловидное тело; 12 — слепое пятно; 13 — зрительный нерв; 14 — конъюнктива.

Стенка глазного яблока состоит из трех оболочек. Наружная — белочная оболочка (склера) в передней части глаза прозрачная, этот ее участок называется роговицей. Под белочной оболочкой находится сосудистая оболочка, питающая глаз. В передней части сосудистая оболочка переходит в радужку, имеющую в центре отверстие — зрачок. Кольцевые и радиальные мышцы радужки рефлекторно меняют диаметр зрачка, регулируя количество света, попадающее внутрь глаза. От пигмента радужки зависит цвет глаз. Рядом с радужкой находится ресничное тело, мышца, с помощью которой меняется кривизна хрусталика, осуществляется аккомодация, приспособление к ясному видению предметов, находящихся на различном расстоянии от глаза.

Между роговицей и радужкой находится полость, заполненная влагой — передняя камера глаза. Полость между радужкой и хрусталиком называется задней камерой глаза.

Третья оболочка глазного яблока — сетчатка (рис. 236). В ней расположены светочувствительные клетки — зрительные рецепторы, около 130 млн. палочек, обеспечивающих черно-белое видение и около 7 млн. колбочек, дающих информацию о цвете.

Максимальное количество колбочек находится в сетчатке на оптической оси глаза, против зрачка, этот участок называется желтым пятном. В том месте, где от глазного яблока отходи зрительный нерв, в сетчатке нет рецепторов — слепое пятно. Максимальное количество палочек находится на периферии глаза. Палочки содержат зрительный пигмент родопсин, для его разложение достаточно небольшого количества света. В колбочках под действие света происходит разложение йодопсина, но для возбуждения колбочек нужно большее количество света.

Сетчатка состоит из нескольких слоев клеток: наружный, прилегающий к сосудистой оболочке — слой пигментных клеток черного цвета. Этот слой поглощает свет, препятствуя его рассеиванию и отражению. Затем идет слой, содержащий палочки и колбочки, перед ним еще три слоя клеток.

Рис. 236. Структура сетчатки:
1 — пигментные клетки; 2 — колбочки; 3 — палочки; 4 — биполярные клетки; 5 — ганглиозные клетки; 6 — амакриновые клетки.

Стекловидное тело заполняет всю полость глаза, образовано прозрачным студенистым веществом. Между стекловидным телом и задней камерой глаза располагается хрусталик, упругое прозрачное образование в виде двояковыпуклой линзы. Хрусталик преломляет лучи света и собирает их в фокусе на сетчатке. С помощью цинновых связок он прикреплен к ресничной (цилиарной) мышце. Свет проходит роговицу, жидкость передней камеры глаза, через зрачок попадает в заднюю камеру, проходит через хрусталик, стекловидное тело и попадает на сетчатку. Световые лучи претерпевают наибольшее преломление в роговице и хрусталике, изображение на сетчатке уменьшенное и перевернутое.

Аккомодация осуществляется за счет сокращения ресничной мышцы, при этом расслабляются цинновы связки и хрусталик, в силу природной упругости, становится более выпуклым. Ресничная мышца отдыхает, когда человек смотрит вдаль, при этом цинновы связки натянуты и хрусталик уплощается (рис. 237).

Рис. 237. Изменение кривизны хрусталика:
сверху ресничная мышца расслаблена, внизу — сокращена.

С возрастом часто хрусталик теряет эластичность и становится более плоским, изображение от близкорасположенных предметов уходит за сетчатку — развивается старческая дальнозоркость.

При врожденной близорукости глазное яблоко удлиненное, фокусное расстояние ближе сетчатки и изображение от удаленных предметов не резкое, при врожденной дальнозоркости глазное яблоко укороченное и фокусное расстояние уходит за сетчатку (рис. 239).

Рис. 239. Рефракция в нормальном (1), близоруком (2) и дальнозорком глазу и оптическая коррекция близорукости (4) и дальнозоркости (5).

Нервные импульсы поступают по волокнам зрительного нерва в задние части затылочных долей, причем аксоны от левых половин сетчатки обоих глаз направляются в левое полушарие, от правых — в правое. При этом аксоны от медиальных половин пересекаются, образуя зрительный перекрест (рис. 238).

Рис. 238. Схема зрительных путей человека:
1 — зрительный нерв; 2 — зрительный перекрест; 3 — коленчатые тела; 4 — зрительная кора.

При изменении интенсивности освещенности происходит рефлекторное изменение диаметра зрачка. Мышцы-сфинктеры, суживатели иннервируются парасимпатическими нервами, радиальные мышцы, расширители зрачка, иннервируются симпатическими нервами, поэтому страх и боль приводят к расширению зрачков, не даром говорят: «У страха глаза велики».

Колбочки в сетчатке делятся на три группы, одни возбуждаются красным светом, вторые — зеленым, третьи — синим. Если не работает какая-то группа колбочек, развиваются заболевания, при которых не человек различает какие-то цвета.

При недостатке витамина А не образуется пигмент родопсин в палочках, при этом человек плохо видит в темноте — заболевание называется «куриная слепота». Загрязнение слизистой оболочки век (конъюнктивы), приводит к воспалительным процессам — конъюнктивиту. Чтение в движущемся транспорте, чтение лежа, длительная работа с компьютером приводят к переутомлению ресничной мышцы и снижению остроты зрения. При работе с мелкими объектами должно быть не менее 30-35 см, рабочее место должно быть хорошо освещено.

Слуховой и вестибулярный анализаторы

Периферическая часть слухового анализатора состоит из трех частей: наружного, среднего и внутреннего уха (рис. 240). Наружное ухо: ушная раковина (внутри хрящ) и наружный слуховой проход длиной 3,5 см; на границе между наружным и средним — барабанная перепонка (0,1 мм толщиной).

Рис. 240. Орган слуха человека:
​1 — ушная раковина; 2 — наружный слуховой проход; 3 — барабанная перепонка; 4 — полость среднего уха; 5 — молоточек; 6 — наковальня; 7 — стремечко; 8 — вестибулярный аппарат; 9 — улитка; 10 — нерв; 11 — евстахиева труба.

Среднее ухо представлено воздушной барабанной полостью с тремя слуховыми косточками — молоточком, наковальней и стремечком. Стремечко связано с овальным окошком перепончатого лабиринта. Барабанная полость связана с носоглоткой евстахиевой трубой, длина которой 3,5 см, диаметр 2 мм.

Внутреннее ухо включает костный лабиринт, разделенный двумя мембранами: вестибулярной (рейснеровой) и основной (базиллярной) на три части, внутри — перепончатый лабиринт, заполненный эндолимфой.

Рис. 242. Схема поперечного разреза улитки, на котором виден кортиев орган:
1 — лестница преддверия; 2 — рейснерова (вестибулярная) мембрана; 3 — перепончатый лабиринт; 4 — текториальная (покровная мембрана); 5 — базиллярная (основная) мембрана; 6 — волосковые клетки; 7 — слуховой нерв; 8 — барабанная лестница; 9 — кортиев орган.

Верхний канал начинается от овального окошка и называется лестницей преддверия, заполнен перилимфой (рис. 241). На вершине улитки с помощью отверстия переходит в нижний канал — барабанную лестницу, которая заканчивается мембраной круглого окошка. На основной мембране располагается кортиев орган, представленный рецепторными волосковыми клетками и покровной мембраной, расположенной над ними.

Рис. 241. Органы равновесия и слуха (схема):
​1 — молоточек; 2 — наковальня; 3 — стремечко; 4 — барабанная перепонка; 5 –овальный мешочек; 6 — ампула; 7 — полукружные каналы; 8 — круглый мешочек; 9 — лестница преддверия; 10 — перепончатый лабиринт; 11 — барабанная лестница; 12 — улитка (закручена в спираль); 13 — перилимфа; 14 — эндолимфа; 15 — круглое окно; 16 — евстахиева труба.

В кортиевом органе около 24000 волосковых клеток, расположенных в 3 — 4 ряда, их волоски контактируют с подвижной покровной мембраной, расположенной над ними. При прогибании вестибулярной мембраны давление передается на эндолимфу, приходит в движение основная мембрана, и рецепторные клетки касаются покровной мембраны (рис. 242). В них возникает возбуждение, которое проводится по волокнам слухового нерва (проводящая часть анализатора) в слуховую зону коры мозга.

По мере удаления от основания к вершине основная мембрана становится более широкой. Высокие звуки вызывают колебания основной мембраны у основания улитки, там, где мембрана короче и тоньше, низкие звуки воспринимаются рецепторными клетками у вершины улитки.

Периферической частью органа слуха является орган равновесия, вестибулярный аппарат. Он воспринимает положение тела и отвечает за сохранения равновесия. Состоит из трех полукружных каналов, связанных с овальным и круглым мешочками (рис. 243). Их полости заполненные эндолимфой, которая сообщается с эндолимфой перепончатого лабиринта улитки.

Рис. 243 Строение лабиринта височной кости:
1 — полукружные каналы; 2 — ампулы каналов; 3 — макула овального мешочка; 4 — макула круглого мешочка.

Полукружные каналы расположены в трех взаимно перпендикулярных плоскостях, в каждом есть расширение — ампула. В ампулах находятся студенистые гребешки (рис. 244) с рецепторными клетками, которые возбуждаются при ускоренных или вращательных движениях эндолимфы.

Рис. 244. Гребешок (купула) слева и пятно (макула) справа:
1 — купула; 2 — волоски; 3 — рецепторные клетки; 4 — опорные клетки; 5 — нервное волокно; 6 — отолитовая мембрана; 7 — желатиновый слой.

В мешочках располагаются пятна, на которых в студенистой массе находятся рецепторные клетки, а сверху находятся отолиты — кристаллы из углекислого кальция, образующие отолитовую мембрану. Возбуждаются за счет силы тяжести, информация передается по вестибулярному нерву к вестибулярным ядрам моста, мозжечка, двигательным ядрам коры.

Кожный анализатор.

Кожа — наружный покров организма человека с площадью 1,5 — 2 м2. Состоит из двух слоев: эпидермиса и дермы, под которой находится подкожная жировая клетчатка (рис. 245).

Рис. 245. Строение кожи (схема):
1 — эпидермис; 2 — волос; 3 — сальная железа; 4 — собственно кожа; 5 — эпителиальное корневое влагалище; 6 — потовая железа; 7 — кожная артерия; 8 — кожная вена; 9 — нервное окончание; 10 — жировая клетчатка.

Эпидермис имеет эктодермальное происхождение, отделен от дермы базальной мембраной. В эпидермисе различают 5 слоев: 1 — базальный (мальпигиев), представлен делящимися и пигментными клетки с меланином; 2 — шиповатый, клетки соединены многочисленными отростками; 3 — зернистый, содержит гранулы белка кератогиалина; 4 — блестящий, ядра клеток этого слоя разрушены; 5 — роговой, образованный мертвыми клетками, содержащими кератин (рис. 246). Ногти, когти, рога, перья, волосы, чешуя — производные эпидермиса у позвоночных животных.

Рис. 246. Микроскопическое строение кожи:
1 — многослойный плоский ороговевающий эпидермис; 2 — бороздки кожи; 3 — гребешки кожи; 4 — роговой слой эпидермиса; 5 — блестящий слой; 6 — зернистый слой; 7 — шиповатые клетки; 8 — базальный слой; 9 — дерма; 10 — сосочковый слой; 11 — сетчатый слой; 12 — тельца Пачини; 13 — подкожная основа; 14 — жировые отложения; 15 — полоски соединительной ткани; 16 — тактильные тельца Мейснера; 17 — сосочки дермы.

В дерме различают два слоя: — сосочковый, за счет сосочков которого образуются гребешки и бороздки, формируется папиллярный рисунок и сетчатый, в котором коллагеновые и эластичные волокна образуют сеть. В дерме находятся кровеносные и лимфатические сосуды, нервные окончания, потовые и сальные железы, волосы. Ниже расположена подкожная жировая клетчатка.

Потовые железы (порядка 2,5 млн.) — длинные трубки, начальная часть закручена в клубочек, открываются порами. Отвечают за теплорегуляцию, выводят воду, NaCl, мочевую кислоту, аммиак, мочевину.

Сальные железы открываются в волосяную сумку. Кожное сало смазывает кожу, волосы. В составе жирные кислоты, воски, стероиды. Водоотталкивающий слой, защита от микроорганизмов. Волос состоит из стержня и корня. Корень образует волосяную луковицу, в которую вдается сосочек, питающий волос. Находится в эпителиальном влагалище, окруженном соединительнотканной сумкой, к которой прикреплена гладкая мышца. Влагалище и сумка образуют волосяной фолликул, в котором находится волос. Стержень волоса состоит из мозгового вещества и коркового, содержащего пигмент меланин. Снаружи волос покрыт роговыми чешуйками. К старости уменьшается количество пигмента в корковом слое и увеличивается количество воздуха в мозговом веществе, волосы седеют. Выпадение волоса связано с атрофией нижней части волосяной луковицы, но еще до выпадения волоса эпителиальное влагалище окружает волосяной сосочек и начинается рост нового волоса.

Функции кожи. Кожная рецепция: на 1 см2 кожи около 200 болевых рецепторов, 15 холодовых, ближе к поверхности, чем тепловые, 1-2 тепловых, 25 осязательных. Защитная: защита от механических повреждений, непроницаема для микроорганизмов, защита от избытка ультрафиолета путем образования меланина. Выделительная функция осуществляется за счет работы потовых и сальных желез. В сутки человек теряет около 1000 мл пота с растворенными солями и продуктами белкового обмена. Дыхательная функция — до 1,5% от общего газообмена приходится на кожу. Образование витамина D под действием ультрафиолетовых лучей. Запасание энергетических материалов в подкожной жировой клетчатке. Регуляция теплоотдачи с помощью изменения интенсивности потоотделения (в жаркую погоду при тяжелой физической работе организм может потерять за счет потоотделения до 12 л жидкости) и с помощью изменения скорости кровотока в коже. Кровоток может варьировать от 1 мл/мин до 100 мл/мин, теплоотдача увеличивается в 5-6 раз. Ниже уровня капиллярной сети находятся «шунты», при сужении которых кровь проходит ниже капиллярной сети. Подкожная жировая клетчатка играет теплоизолирующую роль. Закаливающее действие, регулярное закаливание приспосабливает организм к быстрой перестройке обмена веществ, к изменению теплоотдачи за счет изменения кровотока через кожу и изменения интенсивности потоотделения. При заболевании внутренних органов нарушается чувствительность кожи в области, строго соответствующей конкретному органу.

Для того, чтобы кожа справлялась со своими функциями, необходимо выполнять гигиенические требования. Кожа должна быть чистой, на чистой коже болезнетворные микроорганизмы быстро погибают. Руки необходимо мыть с мылом несколько раз в день, перед едой и после посещения туалета — обязательно, не реже одного раза в неделю мыть все тело, ноги — каждый вечер. Для ухода за волосами подбирается шампунь для вашего типа волос, голову нужно мыть по мере загрязнения, но не реже двух раз в неделю.

Определенные гигиенические требования предъявляются и к одежде. Она должна быть чистой, свободной, легко впитывать и отдавать влагу.

Автор: Пименов Анатолий Валентинович.
(Учитель биологии МОУ «Физико-технический лицей №1», г. Саратов)

Комментарии: (1)

  1. Анастасия 30-03-2018 12:20
    Спасибо за хорошую лекцию! Надписи для рисунков 238 и 239 перепутаны местами.

Ваш комментарий