FYZIOLÓGIA ZMYSLOV

Do nášho organizmu stále prichádzajú informácie, ktoré riadiaci orgán spracováva, vyhodnocuje a podľa výsledku tohto zhodnotenia sa rozhoduje, ako sa bude správať.

Zmyslové orgány vykazujú špecifitu a teda sú dráždené iba určitým charakterom a určitým druhom informácií. U všetkých ale intenzita podnetu musí dosiahnuť prahovej hodnoty aby sa uplatnila. V tomto prípade hovoríme o senzorickom prahu.

Receptory a zmyslové orgány môžeme rozlišovať podľa rôznych hľadísk - či už podľa druhu podnetu – mechanoreceptory, chemoreceptory, fotorecaptory, termoreceptory, prípadne na diaľkové, kontaktné a pod.

Vo všeobecnosti však platí, že stimuláciou receptorov adekvátnou energiou dochádza k odpovedi, ktorú nazývame receptorový potenciál.

Čuch

Čuchom detekujeme chemické látky. Je viazaný na recepčnú oblasť v nosnej sliznici. Vlastný čuchový receptor je tvorený zakončením nervových bipolárnych buniek a plocha, ktorú tieto bunky inervujú, sa líši u rôznych druhov svojou veľkosťou (veľká u psov, podstatne menšia u človeka). Senzorické bunky majú vráskovité zakončenia obklopené sú hlienom. Molekuly plynných látok, ktorými sú stimulované sa dostávajú k cíliám prostredníctvom viazaných proteínov obsiahnutých v hliene. Väzba analyzovanej látky na membránu zakončenia čuchovej bunky vyvolá depolarizačný receptorový potenciál. Z čuchových buniek ide informácia čuchovou dráhou do centra v mozgovej kôre cestou bulbus olfactorius cez amygdalu a RF, spojená je tiež s hypotalamom, ale ako jediná neprebieha cez talamus. Primárna projekčná oblasť v mozgovej kôre je tvorená v oblasti nazývanej cortex piriformis a praepiriformis.

Chuť

Chuťové receptory sú viazané na chuťové poháriky sliznice jazyka. Chuťový receptor predstavujú chuťové bunky vybavené mikrovilárnymi útvarmi, ktorými sa chuťové látky rozpustené v slinách dostávajú k ich chuťovým pórom. Rozlišujeme 4 základné kvality chuti: sladko (špica jazyka), slano (špička a po stranách vpredu), kyslo (po stranách vzadu) a horko (na koreni jazyka). Po naviazaní stimulujúcej tekutej látky vzniká receptorový potenciál kombináciou depolarizácie a hyperpolarizácie upresňuje charakter vnemu.

Zrak

Zrak predstavuje schopnosť organizmu vnímať svetlo v rozsahu 400 až 750 nm vlnovej dažky elektromechanického vlnenia. Orgánom zraku je oko. Zrakom sme schopní rozlišovať nielen svetlo a tmu, ale i pohyb, jeho smer a rýchlosť, poznávať predmety v našom okolí tak sa orientovať v priestore. Zrak predstavuje približne 60-65% všetkých našich informácií. Oko je tak najvýznamnejším našim orgánom.

Vlastnými zrakovými receptormi sú tyčinky a čapíky v sietnici oka. Svetelné lúče sa k nim dostávajú cez lomivý (optický) aparát oka, ktorý tvorí rohovka a šošovky. Rohovka je priesvitná časť s lomivosťou 40-42 dioptrií. Za ňou uložená šošovka láme lúč prednou i zadnou stenou v celkovej dioptrickej mohutnosti asi 16 dioptrií bez akomodácie. Celková dioptrická mohutnosť pri pohľade do diaľky je teda 59 dioptrií. Šošovka predstavuje veľmi pružné teleso, ktoré môže meniť podľa potreby svoj tvar a tým aj lomivosť. Tento dej, ktorý vedie ku zmene dioptrickej mohutnosti šošovky s nazýva akomodácia. Závesný aparát šošovky je ovládaný m. ciliaris, inervovaný parasympatikom. Pri pohľade do blízka (a pri konvergencii bulbov) dôjde k reflexnému sťahu tohto svalu a tým k uvoľneniu závesného aparátu šošovky, ktorá sa vlastnou pružnosťou vyklenie a tým sa zvýši jej dioptrická mohutnosť. Tento dej je potrebný pri pohľadu do blízka teda bližšie než je vzdialenosť 5 m, pretože od tohto bodu vstupujú lúče do oka už nie rovnobežne, ale rozbiehavo. Pokiaľ by sa dioptrická mohutnosť oka nezvýšila vďaka akomodácii, lúče by sa nepretínali na sietnici a nevideli by sme ostro. Schopnosť akomodácie šošovky oka posudzujeme podľa tzv. blízkeho bodu. Je to najkratšia vzdialenosť bodu od oka, pri ktorom ho vidíme s maximálnou akomodáciou ešte ostro. S vekom sa vzdialenosť predlžuje (deti – 8-10 cm, okolo 50 rokov 30-40 cm).

Zrenica (pupila) predstavuje otvor v dúhovke. Jej priesvit sa mení v závislosti na intenzite osvetlenia. Pri vekom osvite dochádza k zúženiu zrenice (mióza), naopak v šere sa zrenica rozširuje (mydriáza). Jej činnosť pripomína funkciu fotografickej clony. Zmena priemeru zrenice je riadená vegetatívnym nervovým systémom, parasympatikus riadi zúženie, sympatikus rozšírenie pupily. Svetelný lúč, prenikajúci optickým aparátom oka a inertným, sklovcom, dopadá na sietnicu (retinu), ktorá predstavuje vlastnú recepčnú štruktúru oka. Skladá sa z fotosenzitívnych receptorov, čapíkov a tyčiniek, ktoré nie sú na sietnici rozdelené pravidelne. V tzv. žltej škvrne sú prítomné len čapíky. Je to miesto najostrejšieho videnia, pretože jeden čapík sa napája na jeden neurón. Nedochádza k divergencii úniku konvergencii informácie. Čapíky sú schopné vnímať len za svetla a farebne. Hovoríme o fotoptickom videní. Smerom od žltej škvrny do periférie sietnice čapíkov ubúda a naopak pribúda tyčiniek. Tie umožňujú videnie za šera, čiernobielo a neostro, hovoríme o (skotopickom videní). Čapíky aj tyčinky sú ponorené do pigmentovej vrstvy. Gangliové bunky vytvárajú vlákna II. hlavového nervu –n. opticu.

Podstatou farebného videnia je existencia troch pigmentov v tzv. terčíkoch čapíkov. Tieto fotolabilné pigmenty (rodopsíny) reagujú na tri rôzne vlnové dažky spektra. Existujú tak 3 druhy čapíkov s rôznymi zrakovými pigmentmi, ktoré maximálne absorbujú v určitých oblastiach viditeľného spektra a sprostredkujú tak vnímanie farieb rôzneho odtieňu podľa toho, v ako pomere a akou efektivitou ich dráždi určitý podnet. Toto normálne videnie sa nazýva trichromatické. Tyčinky majú pigment citlivý len na jednu vlnovú dažku.

Po dopade svetla (fotónov) na sietnicu dochádza v uvedených fotocitlivých pigmentov k sekvencii zmien, ktorých základom je premena štruktúry spomínaného rodopsínu. Tento niekoľkostupňový proces má ako finálne štádium hyperpolarizáciu. To znamená, že za tmy, keď nie je pigment stimulovaný vykazuje stálu depolarizáciu.

V mieste výstupu vlákien zrakového nervu z bulbu nie sú žiadne svetlocitlivé elementy, je tu tzv. slepá škvrna (papila zrakového nervu).

Rezintéza rodopsínu sa uskutočňuje pomocou pigmentových bunke (za prítomnosti derivátu vitamínu A), do ktorých sú fotoreceptory zanorené. Nedostatok vitamínu zreteľne znižuje túto schopnosť a obmedzuje videnie.

Zraková dráha je tvorená výstupom asi 1 miliónu nervových vlákien gangliových buniek sietnice z očného bulbu. Sumárne tak predstavuje tento nosič zrakových informácií asi zo 130 miliónov tyčiniek a 6 miliónov čapíkov. Nervus opticus sa na spodine lebky kríži (chiazma opticum) a pokračuje do primárne zrakovej oblasti v occipitálnom laloku. Kríženie vlákien v chiazma opticum znamená, že polovica vlákien ide do cortexu na svojej strane a polovica do opačného. Pokiaľ máme informácii aj rozumieť, musí táto informácia dôjsť ešte do asociačnej oblasti zrakovej projekcie v occipitálnom laloku, ale i do parietálneho a temporálneho laloku.

Skutočnosť, že pozeráme na predmety oboma očami, nazývame binokulárne videnie. I keď každým okom pozeráme na daný predmet separátne a v každom oku vzniká samostatný obraz, vnem videnia je nakoniec jednotný a táto sumácia sa uskutočňuje v mozgovej kôre. Binokulárne videnie nám zabezpečuje priestorový odhad.

Pohyblivosť oka je zabezpečená 6 okohybnými svalmi, pohyby očí sú navzájom prepojené a párovo spriahnuté. Pohyb podľa toho, ako rýchlo sa pohybuje a ako ďaleko je obraz, na ktorý sme sa zamerali môžu byť trhavé, alebo pomalé, zamerané na optimálny obraz.

Slzy sú produktom slzných žliaz. Sú neustále produkované, aby neustále zvlhčovali povrch skléry. Majú antibakteriálne (lyzozím), nutritívne i regeneračné vlastnosti. Mrkanie viečok slúži na ich roztieranie.

Sluch

Zvuky počujeme v rozpätí 16 Hz do 2000 Hz, tieto hranice sú však výrazne relatívne, s postupujúcim vekom sa hranice znižujú. Najväčšia citlivosť pre vnímanie zvukov je asi v oblasti ľudskej reči a hudby v rozmedzí 1000 až 50000 Hz. Hladina zvuku je vyjadrená hodnotou akustického tlaku, ktorý ja vyjadrený v decibeloch.

Zvuky prichádzajú vonkajším a stredným uchom do vlastného zmyslového ústroja (Cortiho orgán vo vnútornom uchu).

Vonkajšie ucho je tvorené ušnicou a zvukovodom, ktorý je ukončený bubienkom. Bubienok (membrana tympani) kmitá v rovnakej frekvencii akým je prichádzajúci zvuk a predáva tento impulz ďalej pomocou troch spojených kostičiek stredného ucha (kladivko, nákovka a strmienok). Na tieto kostičky sa upínajú dva malé svaly, ktoré pri silnom hluku realizujú „akustický reflex“, čo ochráni prevodový systém a bubienok pred poškodením. Impulzy sa nezmenené prenášajú na oválne okienko. Priestor stredného ucha je spojený s nosohltanom Eustachovou trubicou. To je veľmi dôležité, pretože týmto kanálikom je vyrovnávaný tak vo vnútornom uchu s tlakom atmosférickým a nedochádza k deformácii bubienka.

Od oválneho okienka (fenestra ovalis) sa príslušný impulz šíri ďalej , ale už v tekutom prostredí perilymfy.

Vlastný sluchový orgán je uložený v slimákovi vnútorného ucha v skalnej kosti. Slimák pozostáva z troch kanálikov, stočených do špirály. Dva z kanálikov (scala tymapani a scala vestibuli) sú vyplnené perylymfou, tekutine podobnou extracelulárnou tekutinou. Jeden (scala media) je vyplnený endolymfou s vysokým obsahom draslíka (145 mmol/l), podobá sa tekutine extracelulárnej. Rozkmitanie bubienka, ktoré prenáša systémom troch kostičiek stredného ucha na oválne okienko sa ďalej šíri prostredníctvom perilymfy v scala vestibuli, prenáša sa membránou spiralis do scala media a rozochvieva totožnými frekvenciami bazilárnu membránu. Na tej sú umiestnené vláskové bunky sluchového ústroja (Cortiho orgánu), ktoré sa aktivujú. Z vnútorných častí vláskových buniek pochádza asi 90% vlákien sluchového nervu. Výška tónu určuje, ktorá časť slimáka sa rozkmitá a podráždi. Receptorový potenciál vzniká pri ohybe cilií senzorických vláskových buniek a to buď smerom hore, alebo dole. Pri pohybe smerom dole vzniká hyperpolarizácia, pri pohybe smerom hore depolarizácia. Sluchová dráha vedie do príslušnej mozgovej kôry v temporálnom laloku cestou lemniscus lateralis s prepojením v corpus geniculatum mediale. I pri sluchu patrí princíp biaurikulárneho počutia ako vlastnosť, ktorá nás informuje o priestorovej lokalizácii vychádzajúcej sluchovej informácie. Podobne ako pri zraku existujú početné asociačné centrá, ktoré sú lokalizované predovšetkým do blízkych oblastí mozgovej kôry.

Vestibulárny aparát

Vestibulárny aparát sa skladá z dvoch anatomicko-funkčných štruktúr, teda statického a kinetického receptora. Statický receptor predstavuje dva vačky – utriculus a saculus, kinetický receptor sa skladá z 3 polkruhovitých kanálikov. V utrikule a sakule sú receptory vo vyvýšeninách epitelu v tzv. makule. Utrikulárna makula leží horizontálne, sakulárna vertikálne. Senzorické bunky vláskového charakteru v makule registrujú naše postavenie hlavy vzhľadom k pôsobeniu gravitácie a pri lineárnom zrýchlení. Na jemných cíliách spočívajú tzv. otolity (vápnikové kryštáliky) a tie sa pri pohybe hlavy ohýbajú daným smerom. Vzniká receptorový depolarizačný, alebo hyperpolarizačný potenciál, ktorý sa potom prenáša VIII. hlavovým nervom – n. statoacusticus do vyšších centier. Informácie z makuly utrikulu predstavujú informácie o pohyboch hlavy dopredu, dozadu alebo do strán v horizontálnej rovine, informácie z makuly sakulu zasa o pohyboch hlavy hore a dole (vo vertikálnej rovine).

Polkruhovité kanáliky kinetického receptora sú orientované v troch rovinách na seba kolmých. Môžeme na nich pozorovať zhrubnutie (ampula), ktorá v sebe ukrýva tzv. cristu ampularis s vláskovými zmyslovými bunkami. Vláskové bunky veľmi citlivo registrujú akýkoľvek endolymfy v kanáliku. Endolymfa sa pohybuje v kanálikoch pri uhlovom zrýchlení hlavy a to len v tom prípade, že kanálik je v jednej rovine rotácie. Pohyb jedným, či druhým vedie k hyperpolarizačnému, či depolarizačnému potenciálu. Preto sú kanáliky orientované v rovine horizontálnej (otáčanie hlavy doprava, doľava), a v dvoch rovinách vertikálnych (frontálny –úklon hlavy do strán, sagitálny –pohyb hlavy dopredu a dozadu), aby sa zachytil pohyb hlavy akýmkoľvek smerom a tak sa získali informácie pre zaistenie stability a rovnováhy tela.

Dráha vestibulárneho aparátu je nasledujúca: na začiatku má spoločný úsek s akustickým nervom. Vestibulárne jadro predstavuje dôležitú križovatku. Z tohto jadra ide časť informácií do RF, napojuje sa na okohybné nervy a cez talamus do mozgovej kôry. Druhá časť ide z vestibulárnych jadier vestibulospinálnou dráhou k motoneurónom predných rohov miechy. Vestibulárne jadrá majú spojenie i s mozočkom, čo predstavuje fyziologickú podstatu pre reflexné deje zaisťujúce rovnováhu a vzpriamený postoj.

Významný a pre prax dôležitý je tzv. vestibulárny nystagmus. Ide o reflexné pohyby očí v danej rovine v závislosti na dráždení kinetického receptora (rotácia hlavy) Podobný účinok má i dráždenie teplom, prípadne elektrickým prúdom.

Kožná citlivosť

Na povrchu tela –na koži a slizniciach, sú umiestnené s rôznou hustotou receptory, ktoré registrujú tepelné zmeny (termorecepcia), tlakové, či vibračné zmeny (mechanorecepcia) a bolesť (nocicepcia).

Termorecepcia

Kožné a slizničné receptory identifikujú teplotu prostredia, či predmetov. Pocit chladu a tepla súvisia s existenciou dvoch typov termoreceptorov: chladových a teplotných, registrujúcich zvýšenú teplotu. Tým že obidva typy receptorov ležia v koži, registrujú teplotu a zmeny teploty permanentne. Chladové teploty majú maximum svojej aktivity okolo 28°C, s narastajúcou teplotu svoju aktivitu strácajú, teplotné receptory vykazujú maximálnu aktivitu pri 45 °C.

Mechanorecepcia umožňuje vnímanie dotyku, tlaku, vibrácii. Ide vždy o mechanickú energiu, ktorá v rôznom rozsahu deformuje kožu. Morfologicky je viazaná na rôzne telieska (štruktúry), nazývané podľa objaviteľov – Vater-Paciniho telieska registrujú vibrácie, Meissnerove telieska pomalšie tlakové zmeny a pod. Telieska majú i rôznu dobu adaptácie na podnet. Dostredivé vlákna týchto kožných receptorov sú myelinizované a vedú vzruch veľmi rýchlo (70m/s). Počet mechanorepcetrov na rôznych miestach povrchu tela je rozličný. Vysoký počet existuje napríklad na dlani, bruškách prstov, perách, viečkach, nízky na chrbte a gluteálnej oblasti.