ОРГАНЫ ЧУВСТВ (АНАЛИЗАТОРЫ), ИХ СТРОЕНИЕ, ФУНКЦИИ - АНАТОМИЯ, ФИЗИОЛОГИЯ И ГИГИЕНА ЧЕЛОВЕКА

Биология для выпускников школ и поступающих в вузы - Мустафин А. Г. 2015 год

ОРГАНЫ ЧУВСТВ (АНАЛИЗАТОРЫ), ИХ СТРОЕНИЕ, ФУНКЦИИ - АНАТОМИЯ, ФИЗИОЛОГИЯ И ГИГИЕНА ЧЕЛОВЕКА

Взаимодействие человека с окружающим его миром происходит с помощью органов чувств. Каждый из органов чувств реагирует на определенные раздражители окружающей среды. Всего их у человека пять: зрения, слуха, обоняния, осязания и вкуса. В каждом из них имеются специфические рецепторы, воспринимающие определенный вид раздражения. И.П. Павлов ввел понятие анализатора как функциональной системы, состоящей из трех компонентов:

1) периферической части — рецептора, в рецепторе энергия внешнего раздражения трансформируйся в нервные импульсы;

2) проводниковой части (по чувствительным нервным путям импульсы поступают в соответствующую зону коры);

3) центральной части, представленной соответствующей областью коры головного мозга, где формируются специфические ощущения.

Зрительный анализатор обеспечивает получение зрительной информации из окружающей среды и состоит из периферической — глаз, проводниковой — зрительного нерва и центральной — зрительной зоны коры затылочной доли головного мозга.

Глаз состоит из глазного яблока и вспомогательного аппарата, к которому относятся веки, ресницы, слезные железы и мышцы глазного яблока. Веки образованы складками кожи, выстланными изнутри слизистой оболочкой — конъюнктивой. Слезные железы находятся в наружном верхнем углу глаза. Слезы омывают передний отдел глазного яблока и через носослезный канал попадают в полость носа. Мышцы глазного яблока приводят его в движение и направляют в сторону рассматриваемого предмета.

Глазное яблоко имеет шаровидную форму и расположено в глазнице (рис. 35.1). Оно содержит три оболочки: фиброзную (наружную), сосудистую (среднюю) и сетчатую (внутреннюю), а также внутреннее ядро, состоящее из хрусталика, стекловидного тела и водянистой влаги передней и задней камер глаза.

Рис. 35.1. Строение глаза:

1 — роговица; 2 — радужка; 3 — хрусталик; 4 — сетчатка; 5 — сосудистая оболочка; 6 — пигментная оболочка; 7 — белочная оболочка; 8 — зрительный нерв; 9 — стекловидное тело

Задний отдел фиброзной оболочки представлен плотной непрозрачной соединительно-тканной белочной оболочкой (склерой), передний — прозрачной выпуклой роговицей. Сосудистая оболочка богата сосудами и пигментами. В ней выделяют собственно сосудистую оболочку (задняя часть), ресничное тело и радужную оболочку. Основную массу ресничного тела составляет цилиарная (ресничная) мышца, изменяющая своим сокращением кривизну хрусталика. Радужная оболочка имеет вид кольца, окраска которого зависит от количества и характера пигмента, синтезируемого в организме. В центре радужки находится отверстие — зрачок. Он может сужаться и расширяться благодаря сокращению кольцевых и радиальных мышц, расположенных в радужной оболочке.

В сетчатке различают две части; заднюю — зрительную, воспринимающую световые раздражения, и переднюю, не содержащую светочувствительных элементов, — слепую часть сетчатки. Снаружи сетчатка выстлана пигментным слоем эпителия, который прилежит к сосудистой оболочке. Зрительная часть сетчатки состоит из десяти слоев клеток: наиболее важными являются три слоя, прилегающие к пигментному эпителию, которые содержат светочувствительные рецепторы — палочки (130 млн) и колбочки (7 млн). Колбочки сосредоточены в центре сетчатки (в центральной ямке). Большая их часть образует желтое пятно — место наилучшего видения. По направлению к периферии сетчатки число колбочек уменьшается, количество палочек нарастает. По периферии располагаются только палочки. Светочувствительные элементы отсутствуют в области слепого пятна. Это место выхода зрительного нерва.

Большую часть полости глазного яблока заполняет прозрачная студенистая масса — стекловидное тело (поддерживает форму глазного яблока). Хрусталик имеет форму двояковогнутой линзы, задняя часть которой прилегает к стекловидному телу, а передняя — обращена к радужной оболочке. Прозрачное вещество хрусталика снаружи покрыто капсулой хрусталика, связанной с ресничным телом. При сокращении мышцы ресничного тела меняется кривизна хрусталика и лучи света преломляются так, чтобы изображение объекта зрения попало на желтое пятно сетчатки. Способность хрусталика изменять свою кривизну в зависимости от удаленности предметов называют аккомодацией. При нарушении аккомодации могут возникнуть близорукость (изображение фокусируется перед сетчаткой) и дальнозоркость (изображение фокусируется за сетчаткой). Последним компонентом прозрачного содержимого глаза является водянистая влага — жидкость, заполняющая переднюю и заднюю камеры глаза. Передняя камера расположена между роговицей и радужкой, задняя — между радужкой и хрусталиком.

Лучи света, отражаясь от предметов, проходят через светопреломляющие среды: роговицу, водянистую влагу, хрусталик, стекловидное тело — и собираются на сетчатке. При этом на сетчатке получается действительное, обратное, уменьшенное изображение предмета. Благодаря переработке в коре информации, получаемой от сетчатки и рецепторов других органов чувств, мы воспринимаем предметы в их естественном положении.

Световые раздражения воспринимаются палочками и колбочками сетчатки. Палочки более чувствительны к свету и обеспечивают зрение в сумерках и темноте, колбочки осуществляют дневное и цветовое зрение. В палочках имеется красный пигмент — родопсин, а в колбочках — иодопсин. Под влиянием света в результате фотохимических реакций эти вещества распадаются, а в темноте восстанавливаются. Для восстановления родопсина необходим витамин А. Если же витамин А в организме отсутствует, то образование родопсина нарушается и развивается куриная слепота, т.е. неспособность видеть при слабом свете или в темноте. Восприятие цветовых ощущений связано с колбочками. Согласно трехкомпонентной теории Гельмгольца, в сетчатке имеется три типа колбочек, воспринимающих красный, зеленый и сине-фиолетовый цвета. Распознавание всех остальных цветов зависит от комбинации трех основных цветов. Одинаковые и одновременные раздражения трех типов колбочек дают ощущения белого цвета. Фотохимические реакции в колбочках и палочках вызывают нервные импульсы, которые передаются в зрительный нерв, а затем в центральную часть анализатора (затылочную область коры).

Орган слуха и равновесия осуществляет восприятие звуков, а также отвечает за положение тела в пространстве и способность удерживать равновесие. Состоит из трех частей: наружного уха, среднего уха и внутреннего уха.

Наружное ухо состоит из ушной раковины и наружного слухового прохода. Ушная раковина представлена эластическим хрящом, покрытым кожей, и служит для улавливания звука. Наружный слуховой проход — канал длиной 3,5 см, который начинается наружным слуховым отверстием и заканчивается слепо барабанной перепонкой Он выстлан кожей и имеет железы, выделяющие ушную серу.

За барабанной перепонкой расположена полость среднего уха, состоящая из барабанной полости, заполненной воздухом, слуховых косточек и слуховых (евстахиевых) труб. Слуховые трубы связывают барабанную полость с полостью носоглотки, что способствует уравниванию давления по обе стороны барабанной перепонки. Только при этом условии возможны нормальные колебания барабанной перепонки. Слуховые косточки — молоточек, наковальня и стремечко. Они передают звуковые колебания из наружного уха во внутреннее, одновременно усиливая их (рис. 35.2). Молоточек рукояткой сращен с барабанной перепонкой, головка молоточка прилегает к наковальне, которая другим концом соединяется со стремечком. Стремечко широким основанием соединяется с перепонкой овального окна, ведущего во внутреннее ухо.

Рис. 35.2. Слуховые косточки (а) в среднем ухе и общий вид внутреннего уха (б).

1 — молоточек, 2 — наковальня, 3 — стремечко, 4 — барабанная перепонка, 5 — улитка, 6 — круглый мешочек, 7 — овальный мешочек, 8—10 — полукружные каналы

Внутреннее ухо расположено в толще пирамиды височной кости, состоит из костного лабиринта и расположенного в нем перепончатого лабиринта. Пространство между ними заполнено жидкостью — перилимфой, а полость перепончатого лабиринта — эндолимфой.

Костный лабиринт содержит три отдела: преддверие, улитку и полукружные каналы. Улитка относится к органу слуха, остальные его части — к органу равновесия.

Улитка представляет собой костный канал, закрученный в виде спирали. Ее полость разделена тонкой перепончатой перегородкой основной мембраной. Она состоит из многочисленных (около 24 тыс.) соединительно-тканных волоконец разной длины. На основной мембране помещаются рецепторные волосковые клетки периферического отдела слухового анализатора.

Звуковые волны через наружный слуховой проход достигают барабанной перепонки и вызывают ее колебания. Эти колебания усиливаются (почти в 50 раз) системой слуховых косточек и передаются перилимфе и эндолимфе, затем воспринимаются волокнами основной мембраны Высокие звуки вызывают колебания коротких волоконец, низкие — более длинных, расположенных у вершины улитки. Эти колебания возбуждают рецепторные волосковые клетки. Далее возбуждение передается по слуховому нерву в височную долю коры больших полушарий, где происходят окончательный анализ и синтез звуковых сигналов. Ухо человека воспринимает звуки с частотой от 16 до 20000 Гц.

Вестибулярный аппарат представлен преддверием и полукружными каналами внутреннего уха и является органом равновесия. В преддверии лабиринта имеются два мешочка, заполненные эндолимфой. На дне и во внутренней стенке мешочков расположены рецепторные волосковые клетки, к которым примыкает отолитовая мембрана с особыми кристаллами—отолитами, содержащими Са2+. Три полукружных канала расположены в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. Основания каналов в местах их соединения с преддверием образуют расширения — ампулы, в которых расположены волосковые рецепторные клетки. Рецепторы отолитового аппарата возбуждаются при ускоряющихся или замедляющихся прямолинейных движениях. Рецепторы полукружных каналов возбуждаются при ускоренных или замедленных вращательных движениях за счет передвижения эндолимфы. Импульсы от рецепторов вестибулярного аппарата по вестибулярному нерву поступают в центральную нервную систему. Возбуждение рецепторов вестибулярного аппарата сопровождается рядом рефлекторных реакций: изменением тонуса мышц, сокращением мышц, способствующих выпрямлению тела и сохранению позы. Вестибулярный анализатор функционально связан с мозжечком, который регулирует его деятельность. Чувство равновесия связано не только с возбуждением рецепторов вестибулярного аппарата, но и с возбуждением рецепторов мышц, сухожилий, рецепторов подошв ног.

Обоняние обеспечивает восприятие запаха веществ, рассеянных в воздухе. Обонятельные рецепторы находятся в слизистой оболочке верхней части носовой полости. Раздражителями обонятельных клеток служат частицы пахучих веществ вдыхаемого воздуха. Импульсы от обонятельных рецепторов поступают в обонятельную зону коры по обонятельному нерву.

Периферические отделы вкусового анализатора находятся на вкусовых сосочках языка, мягком небе, задней стенке глотки и надгортаннике. Они состоят из вкусовых (рецепторных) клеток, раздражителями для которых являются растворимые в воде вещества. Рецепторы, специфичные к восприятию сладкого, расположены на кончике языка, горького — на корне, кислого и соленого — по бокам языка. Центральные отделы вкусового и обонятельного анализаторов сосредоточены на внутренней поверхности височной и лобной долей коры больших полушарий.

Существуют разные виды кожной чувствительности: тактильная (прикосновение и давление), температурная (тепло и холод) и болевая. Рецепторов прикосновения и давления (механорецепторов), осуществляющих функцию осязания, в коже человека свыше 600 тыс. Ощущение тепла и холода возникает при раздражении терморецепторов, которых около 300 тыс., в том числе около 30 тыс. тепловых рецепторов. Болевые раздражения воспринимаются свободными нервными окончаниями. Болевые ощущения возникают при действии любого раздражителя очень большой силы, сигнализируют об опасности для организма и вызывают проявление оборонительных рефлексов. Различные рецепторы кожи располагаются на разной глубине: холодовые — более поверхностные (ближе к эпидермису), тепловые в глубоких слоях дермы и подкожном слое. Наибольшей чувствительностью обладает кожа губ, носа; наименьшей — кожа спины, живота, подошв ног. Центральный отдел кожного анализатора находится в задней центральной извилине теменной доли больших полушарий.