AZ ÉRZÉKSZERVEK FELÉPÍTÉSE, AZ ÉRZÉKELÉS FOLYAMATA Novotniné Dr. Dankó Gabriella Debreceni Egyetem AGTC
A RECEPTOROK ÉS INGEREK Az érzéktan (aesthesiologia) az idegrendszerrel szoros kapcsolatot tartó érzősejtekkel és érzékszervekkel foglalkozik, a melyek a külvilág felől érkező külső (exogén) és a test belsejéből érkező (endogén) ingereket - Felfogják - Idegingerületté alakítják és így a - Központi idegrendszert tájékoztatják a környezetben és a test belsejében végbemenő változásokról
Recepció: az inger felvétele hatására Receptorpotenciál jön létre a receptorban Ez akciós potenciált okoz, amely a készülékből eredő idegekben az érző pályákon A központ felé halad (afferentatio) Az ingerület a reflexközpontba, valamint az agykéreg megfelelő érzőközpontjába jut, ahol érzékletté (a pszichológia nyelvén érzetté, perceptiová) válik.
A RECEPTOR lehet Érző idegsejt- melynek axonja húzódhat a bőrfelületig, az izmokig (pl. nyomás,- hő és fájdalomérzékelő receptorok) Primer érzősejt, amelyek sejtteste az érzékelő felület közelében húzódik (pl. szaglás, látás receptorai) Szekunder érzősejt vagyis módosult hámsejt, érzékhámsejt (pl. hallásegyensúlyozás készülékének szőrsejtjei, tapintósejtek, ízlelőbimbók)
Szaglás Ízlelés Látás Hallás- egyensúlyozás Tapintás receptorai EXTERORECEPTOROK INTERORECEPTOROK Baroreceptorok (vérnyomást érzékelik az érfalakban) Kemoreceptorok (a vér O 2 és CO 2 tartalmát érzékelik) Ozmoreceptorok (a vér ozmotikus koncentrációját érzékelik) Proprioreceptorok (helyzet- mozgás és erőérzékelő, ún. mélységi detektorok)
INGEREK Kémiai Elektromágneses Mechanikai A háziállatokban a receptorok körül védő, válogató, átalakító és mozgatószervek alakulnak ki, és ezáltal bonyolult, összetett készülékek jönnek létre.
KÉMIAI INGEREK ÉRZÉKELÉSE A környezet gáznemű anyagait a szaglási, a folyékony halmazállapotú, illetve a nyálban oldható anyagokat az ízlelő receptorok érzékelik (exteroreceptorok). Az interoreceptorok közül a kemoreceptorok az aorta és a belső fejartéria falában a vér O 2 -tartalmának és ph-jának csökkenését, és a CO 2 tartalom növekedését érzékelik.
A SZAGLÁS A szaglás szervének (organum olfactus) receptorai a támasztó sejtek közötti szaglósejtek (primer érzősejtek), melyek a szaglójárat végén, a szaglónyálkahártyában (regio olfactoria) helyeződnek el. 1. Sejtek a béka szagló tájáról; a felhámsejt, b szagló-sejtek, egy, a nyálkahártyába terjedő alsó (d) és egy, a szabad felület felé irányuló pálczaalakú (c) nyújtványnyal, az utóbbi nyújtványon hosszú csillószőrök vannak (e). 2. Sejtek az ember szagló tájáról. 3. Szagló idegrostok (FREY szerint).
A gáznemű anyagok vízoldékonysága teszi lehetővé a nyálkahártyát bevonó orrnyálkában való oldódásukat, a lipidoldékonyság viszont a receptorsejtbe való bejutás feltétele. Az inger a receptormembránban elektromos potenciált kelt. Az érző pályát a szaglósejtek axonjai, mint a szaglóideg (I. nervus olfactorius) velőtlen rostjai adják, a szaglógumóban átkapcsolódnak egy másik neuronra. Ezek axonjai a szaglóagyvelő kérgében érnek véget, ahol a szaglás központja van.
Jacobson-féle szerv: Szarvasmarhában, lóban,kutyában, sertésben az orrsövény nyálkahártyája alatt, mindkét oldalon jól fejlett, hátul vakon végződő, a metszőfogak mögött nyíló szűk, porcos falú cső foglal helyet, amelynek belsejét beborító szaglónyálkahártya az ivari feromonok érzékelésére specializálódott.
FLEHMEN-reflex
AZ ÍZLELÉS Az ízlelés szervének (organum gustus) receptorai az ízlelőbimbók a száj- és garatüreg nyálkahártyájában szétszórva, de főleg a nyelv szemölcseiben foglalnak helyet. A hagyma alakú ízlelőbimbót közönséges hámból álló támasztósejtek és centrális helyeződésű szekunder érzősejtek alkotják.
A hámsejtek szőrszerű nyúlványai az ízlelőpóruson át a fejbél ürege felé tekintenek, s alapjuktól kiindulva a VII. és IX. agyvelő idegpár inter-, intra- és subgemmális rostjai képezik az afferens pályát. E neuronok bipoláris sejtjei az agyidegnek az agyvelőn kívüli ganglionjában találhatók. A nyúltvelőbeli ízlelőmagból a második érző neuronon át a hídba és a thalamusba, majd innen a harmadik neuronon az agykéregbe vezeti az ingerületet.
A szag- és ízérzékelés biológiai szerepe a hasznos és káros táplálék, a falkatársak, és az ellenség, az ivari partnerek és az utódok felismerésében van.
AZ ELEKTROMÁGNESES INGEREKÉRZÉKELÉSE Az elektromágneses rezgések energiakvantumai a fotonok, energiájuk a rezgésszámmal együtt nő, miközben hullámhosszuk csökken. A legkisebb rezgésszámú fotonok a rádióhullámokban terjednek, melyet az állatok nem érzékelnek. A mikrohullámok és az infravörös sugarak hőhatásukról ismeretesek.
A látható fénysugarak érzékelésére a fotoreceptorok szolgálnak, amelyek elsősorban a szemben találhatók. Az ultraibolya sugarakat a mézelő méh érzékeli. A még nagyobb energiájú elekromágneses rezgések (gamma sugarak, röntgensugarak) nem érzékelhetők, de közvetlenül károsítják az osztódó sejteket. Egyes vándormadarak a föld mágneses erőtere szerint tájékozódnak.
A látási érzékletek adják a külvilágból származó információk kb. 40%-át. Biológiai szerepe az élőhely, a táplálék, az állattársak, az ember, különféle tárgyak felismerésében, az egyensúlyozó reflexek támogatásában, a szaporodás hormonális folyamatában van.
A LÁTÁS A látás készüléke (organum visus) a szem (oculus), amelyet a szemgolyó és annak járulékos szervei, továbbá a fényingert vezető látópálya, végül az agykérgi látóközpont alkot.
A szemgolyó
A retina A szem fényérzékelő receptorai a retinában található csapok és pálcikák. Ezek a 10 rétegű ideghártya második rétegét alkotják.
A belső hártya (tunica interna bulbi), az ideghártya (retina) tulajdonképpen agyvelőrészlet, a látóideg hártyaszerűen kiöblösödő része. Az ún. vakfolt területén nem tartalmaz fényérzékeny elemeket, ez a sugártestre és a szivárványhártyára terjedő rész, valamint a látóideg kilépési helye. Az éleslátás helyén zömmel a szín- és alakérzékelő csapsejtek fordulnak elő, melyeket övszerűen vesznek körül a fényérzékelő pálcika sejtek.
Kevés foton behatolása esetén a retinában még csak a pálcikák működnek (sötétségi vagy scotopiás látás), majd több foton a csapokat is ingerületbe hozza (világossági vagy photopiás látás). A pálcikák fotopigmentje a rhodopsin, a csapoké a jodopszin, amelyek csak fehérjekomponensük (opsin) összetételében különböznek. Mindkettő fényabszorbeáló képességű retinált (Avitamin aldehidet) tartalmaz. A- vitamin hiányában a szem a sötéthez kevéssé tud alkalmazkodni, ez a farkasvakság (hemeralopia)
Foton hatására a retinal cisz formából transz formába megy át, majd leválik az opsinról és redukálódik (transzretinallá alakul). Visszaalakulása sötétben megy végbe. A csapoktól és a pálcikáktól átvett ingerületet a középső rétegben lévő bipoláris idegsejtek továbbítják a belső rétegnek, melyek axonjai alkotják a látóideget (II. nervus opticus). Majd a látóideg kereszteződésen, látókötegen át, a thalamus külső térdestestéhez végül a nyakszirti látókéregbe jut az ingerület, ahol érzetté alakul.
A színlátás A színek érzékelése az ideghártya csaprétegéhez kötött élettani folyamat. A csapok azonban nem színeket érzékelnek és továbbítanak, hanem az egyes színekre jellemző elektromágneses hullámrezgéseket. A csapok a színskála végtelen variációit nem különkülön érzékelik, hanem csupán három színre érzékenyek, s ebből a három alapszínből, a vörösből, a sárgából és az ibolyából keverik a színeket. Normális színlátású, ún. trikromát embernek azt nevezzük, akinek az ideghártya csaprétege e három színérző elemet tartalmazza.
A színtévesztés A férfiak 7-8%-ának, a nők 3-4 ezrelékének ideghártyájában nincs meg a háromféle színérzékelő elem, hanem általában csak kettő, s ezek két színérző elemmel keverik ki a színeket. A színtévesztés öröklött fogyatékosság, a normális színérzékelés mindig dominál a színtévesztés öröklődési faktorával szemben.
A színérzés vizsgálatára a csereszíntáblákat használják, melyeken számjegyek vannak különböző színfoltokból összeállítva, melyet a normális színérzésű ember azonnal felismer.
A színvakság A színvak ember retinájának csaprétege vagy csak egyetlen színérző elemet tartalmaz, vagy egyet sem. Az ilyen egyének színt egyáltalán nem érzékelnek, a külvilágot csupán fekete és szürke tónusokban látják. Igen ritka elváltozás.
A gerincesek között a halak és a hüllők egyes fajai biztosan jó, a madarak kitűnő színlátók. Azon fajok színes látásához, amelyek a párkeresés időszakában ragyogó színeikkel vonják magukra a másik nem figyelmét, kétség sem férhet. A madarak retinájában csak színérző csapok vannak, ami jelentősen javítja a látásukat, hiszen a színes részletek megkülönböztetése óriási segítséget nyújt számukra a távoli éleslátásban.
Az éjszakai életmódú emlősök közül jó néhány alkalmazza a szem érzékenységének javítására azt a jól ismert módszert, amit macskaszemnek nevezünk. A közlekedésben is használt eszközhöz hasonlóan a macskák és más éjjel vadászó állatok szemében a retina mögött egy fényvisszaverő hártya (tapidum lucidum) helyezkedik el, amely azokat a fotonokat, amelyek nem nyelődtek el a fényérzékelő sejtekben, visszaveri. Így a fotonok másodszor is áthaladva a retinán, újra ingerületet kelthetnek. A szem fényérzékenysége ezáltal jelentősen javul. A macska szeme emiatt "világít" a sötétben, bár valójában - a róla elnevezett eszközhöz hasonlóan - csak a ráeső fénysugarakat veri vissza.
A szemgolyó magja A szemgolyó magja szemlencséből és a mögötte levő üvegtestből áll. Ez a két törőközeg a külső tárgy fordított állású kicsinyített képét vetíti a retinára. Ha a kép a retina mögött keletkezik, akkor távollátásról, ha retina ellőtt, akkor rövidlátásról van szó. A lencsében és az üvegtestben erek nincsenek, ezért folyadékcseréjük lassan, diffúzióval megy végbe.
A szemcsarnokok A szaruhártya és a szivárványhártya között az elülső szemcsarnok (camera anterior bulbi), a szivárványhártya és a lencse között a hátulsó szemcsarnok (c. posterior b.) található. Ezek a pupillán át közlekednek egymással, bennük a csarnokvíz (humor aquosus) cserélődik folyamatosan. A csarnokvíz a hátulsó szemcsarnokok érfonatából származó plazmaszűrlet és a vénás rendszeren keresztül távozik.
A szemgolyó járulékos szervei A szemgödör A szemgödri hártya A szemhéjak A szem izmai
A MECHANIKAI INGEREK ÉRZÉKELÉSE Exteroreceptorai a hallószervben lévő hangreceptorok és a bőrben lévő tapintóreceptorok. Interoreceptorai a vestibuláris készülék receptorai, az izomban, inakban, ízületi tokban, izompólyákban, csonthártyában stb. lévő proprioreceptorok (helyzet, mozgás és erőérzékelő, ún. mélységi detektorok) és a belső szervekben lévő visceroreceptorok.
A HALLÁS A hallás és az egyensúlyozás készüléke (organum vestibulocochleare) a fülből, a VIII. agyvelőidegpárból, a hallási és az egyensúlyozási központokból áll. A fülnek három része különböztethető meg: a külső a középső és a belső fül.
A fül felépítése
Az EUSTACH-féle kürt tehát arról gondoskodik, hogy a dobüreg levegővel telve maradjon. A dobüreg levegőjének feszülése egyszersmind nem különbözik a körlevegő feszülésétől, mivel az esetleg fennálló nyomáskülönbséget minden nyelés kiegyenlíti. Mindez a dobhártya zavartalan mozgására, tehát arra, hogy a hangot vezető légrezgések megfelelő rezgésekre indítsák, múlhatatlanul szükséges. Mert, ha a dobhártya egyik oldalán a körlevegő, a másikon pedig folyadék vagy a körlevegőnél kisebb, illetőleg nagyobb feszülésű levegő foglaltatnék, akadályozná a dobhártya szabad lengéseit. De állandóan nyitva sem lehet az EUSTACH-féle kürt, mert ilyenkor a léglengések a dobhártyára mindkét felől hatnának be, s mi a hangokat, kiváltképpen pedig saját szavunkat, óriási nagy erővel hallanók. A dobhártya lengései közben a levegő a dobüregből el is távoznék s a dobhártya lengéseit zavarná. Hozzá minden lélekzés a dobhártyát is mozgásnak indítná. Nagy nyereség tehát, hogy az EUSTACH-féle kürt rendesen csak nyelés alatt nyílik meg. Ezt a műveletet napjában sokszor s épen nem csak étkezés közben végzi az ember, mert, ha szájunkban kelleténél több nyál gyülik meg, azt is le szoktuk nyelni. Dr. Klug Nándor 1896
A belső fül A sziklacsontban található, a csontos labyrintusból és a benne elhelyezkedő hártyás labyrintusból áll. A kettő között folyadék, perilympha található, a hártyás labyrintusban endolympha. A perylympha zsilipek útján összefügg a subaracnboideális üreggel és a liquorral.
A hártyás labirintus
A hallás folyamata: Dobhártya hallási csontocskák perilympha endolympha szőrsejtek hallóideg (VIII) bipoláris neuronjai agykérgi hallóközpont.
Az egyensúly érzékelés A tornácban és a félkörös ívjáratban szőrsejtek vannak, melyek csillóin mészkristály (otholit) található. Mozgás otholit nyomás szőrsejt nervus vestibularis agytörzs agykéreg, kisagy.
A szervezet egyensúlyérzékelő rendszere 1. A belső fülben lévő folyadékkal telt csatornák: a mozgás irányát érzékelik 2. Látási ingerek: a mozgás irányát érzékelik. 3. A bőr nyomásérzékelő receptorai- a test talajjal való összefüggését érzékeli 4. Izmok és ízületek érzékelői: a test mozgásba lendülését érzékelik 5. A központi idegrendszerben futnak össze az információk, kialakul egy kép a test mozgásáról, s az idegrendszer ehhez koordinálja a további mozdulatokat.
A TAPINTÁS A tapintás szervének (organum tactus) exteroreceptorai elszórtan a bőrben, egyes nyálkahártyákban, s a kötőhártyában fordulnak elő. Különösen gazdag receptorokban az ujj-és a talppárnák bőre. A mechanoreceptorokból a gerincvelő és az agyvelőidegek érző rostjai vezetik el az afferens ingerületet a testfelület legnagyobb részéről.
A bőr mechanoreceptorainak biológiai szerepe a közvetlen külső környezet érzékelése, s ezzel a vázizomreflex keltése. Az agyban nyugtató, kellemes hatású opiátok (endorfinok) felszabadulásával jár a bőr simogatása. Az ivarszervek nyálkahártyájában, különösen a makkon és a csiklón található kéjtestecskék (corpora genetalia) által keltett kéjérzet a párzási reflexek folyamán a hormonális késztetést erőstik, s ezzel elősegítik a megtermékenyülést (Fergusson reflex). A kötőhártyában, a száj, nyelőcső, végbél, hüvely, tőgybimbócsatorna nyálkahártyájában lévő receptorok a külső mechanikai ingereket érzékelve a káros ingerek elhárítására reflexeket indítanak be (pislogás, hányás, stb.)
Az érzések betanult lokalizálása az oka az ismert ARISTOTELES-féle kísérletben előforduló tévedésnek. Ha a középső és mutatóujjat keresztezzük egymással és valamely apró gömbölyű tárgyat, például borsószemet, a keresztezett ujjakkal tapintunk meg, akkor az az érzésünk van, mintha két borsószemet érintenénk. Különösen élénk a hatás, ha a borsószemet ujjaink közt ide-oda mozgatjuk. A tünemény oka az ujjak szokatlan helyzete. Ujjaink ugyanis egymás felé fordított, nem pedig külső oldalaikkal szokták meg a közös tapintást. Életünkben ujjainknak egymástól elfordított oldalával csak két különböző tárgyat érinthetünk egyszerre, s ez annyira tudomásunkká vált, hogy mikor keresztezett ujjainknak egymástól ellenkező oldalai egy-ugyanazon tárgyat érintenek, mi úgy fogjuk fel, mintha két külön tárgy okozná az érzést.
KÖSZÖNÖM A FIGYELMET