Narządy zmysłów

Oko
NARZĄD WZROKU
można porównać do kamery cyfrowej, wyposażonej w:
• system soczewek (rogówka, soczewka, ciało szkliste)
• automatyczną regulację ostrości obrazu (akomodacja)
• automatyczną regulację przesłony (adaptacja)
• matrycę z czujnikami fotoelektrycznymi
(siatkówka z pręcikami i czopkami)
Sygnały generowane
przez fotoreceptory są
najpierw przetwarzane
przez inne komórki
siatkówki, a następnie
przesyłane „kablem”
(nerw wzrokowy) do
głównego procesora
(obszar wzrokowy kory
mózgu).
Ogólna topografia oka
Warstwy ściany gałki ocznej:
• warstwa włóknista:
• warstwa naczyniowa:
• warstwa nerwowa:
Twardówka
twardówka
rogówka
naczyniówka właściwa
ciałko rzęskowe
tęczówka
siatkówka (część optyczna i „ślepa”)
Warstwy:
Tkanka łączna zbita:
• włókna kolagenowe
• włókna sprężyste
• fibroblasty
• melanocyty
• słabe unaczynienie
• nabłonek
wielowarstwowy płaski
Funkcje:
• nadaje ścianie gałki
ocznej wytrzymałość
mechaniczną
i elastyczność
• jest miejscem przyczepu
mięśni okoruchowych
• zrąb (nieunaczyniony):
fibryle kolagenowe
komórki zrębowe
słabiej uwodniona istota
podstawowa
Rogówka
• błona Bowmana
• błona Descemeta
• nabłonek jednowarstwowy płaski
(śródbłonek)
Funkcja: działa
jak soczewka (42 D)
1
Regularny (warstwowy i równoległy) układ fibryli kolagenowych w zrębie,
słabe uwodnienie i brak naczyń odpowiadają za przejrzystość rogówki.
Naczyniówka właściwa
• wiotka tkanka łączna
• liczne melanocyty
• liczne naczynia krwionośne
Warstwy:
• w. nadnaczyniowa
• w. naczyniowa
• w. naczyń włosowatych
• błona Brucha
(kolagen / elastyna)
Rogówka posiada bardzo intensywne
unerwienie czuciowe z zakresu nerwu
trójdzielnego – odpowiada za dośrodkową
komponentę odruchu rogówkowego
Funkcja:
odżywianie
fotoreceptorów
siatkówki
Ciałko rzęskowe
• zrąb z naczyniami
i mięśniami gładkimi
• wyrostki pokryte
nabłonkiem
• więzadełka Zinna
(fibrylina) tworzące
obwódkę rzęskową
Funkcje:
• akomodacja oka
• produkcja cieczy wodnistej
Akomodacja:
- przy rozluźnionych
mięśniach ściana gałki
ocznej napina więzadełka
Zinna, soczewka ma kształt
bardziej płaski → ostre
widzenie odległych
obiektów
- przy obkurczonych
mięśniach więzadełka Zinna
zostają poluźnione, a
elastyczność soczewki
nadaje jej kształt bardziej
wypukły → ostre widzenie
bliskich obiektów
- kontrola nerwowa:
układ przywspółczulny
(ze zwoju rzęskowego)
Nabłonek ciałka rzęskowego
Tęczówka
• ‘dwuwarstwowy’ sześcienny, jest
przedłużeniem części ślepej siatkówki –
warstwy zwrócone do siebie szczytami
komórek (konsekwencja rozwoju)
• warstwa powierzchniowa - komórki jasne
(wpuklenia błony kom., liczne mitochondria)
- transportują jony i wodę (produkcja płynu
wodnistego)
• warstwa głęboka –
komórki pigmentowane,
z ziarnami melaniny
ROZWÓJ
• zrąb łącznotkankowy z licznymi
melanocytami (odpowiada za barwę
oczu) i naczyniami
• przednia powierzchnia: nieciągły
nabłonek płaski
• tylna powierzchnia pokryta nabłonkiem
dwuwarstwowym sześciennym
(pigmentowanym)
• zwieracz źrenicy: kom. mięśniowe gładkie
• rozwieracz źrenicy: kurczliwe wypustki
kom. nabłonkowych
Funkcja: adaptacja i ostrość wzroku
2
Soczewka
(twór
nabłonkowy)
- torebka - b. gruba
blaszka podstawna
- nabłonek sześcienny
(tylko na przedniej
powierzchni)
- włókna soczewkowe
W obszarze równikowym komórki nabłonka
przekształcają się w włókna soczewkowe
- tu: w torebce zakotwiczają się
więzadełka Zinna
Sieć beleczkowa (kąt przesączu)
Włókna soczewkowe
dojrzałe
(zmodyfikowane komórki nabłonkowe)
• beleczki łącznotkankowe wyścielone
komórkami śródbłonka
• przestrzenie międzybeleczkowe łączą
się z kanałem żylnym twardówki
(kanał Schlemma)
• brak jądra
• niewiele organelli
• w cytoplazmie białka krystaliny
(zapewniają przejrzystość i zdolność
załamywania światła)
• połączenia boczne „główka i panewka”
niedojrzałe
Funkcja: odprowadzanie cieczy wodnistej
Funkcje: element układu
optycznego (ok. 14 D)
- pośrednio – udział
w akomodacji
Siatkówka
Ciało szkliste
• woda
• jony
• kwas hialuronowy
• fibryle kolagenowe
(nieliczne)
• komórki (nieliczne):
- hialocyty (fibroblasty)
- makrofagi
jest warstwowym układem komórek nerwowych
i zawiera trzy pierwsze neurony drogi wzrokowej
ułożone w odrębnych warstwach
naczyniówka
ciało
szkliste
I. komórki
fotoreceptoryczne
II. komórki
dwubiegunowe
Funkcja:
element układu optycznego
(kilka D)
III. komórki
zwojowe
ciało szkliste
3
1. Nabłonek barwnikowy
2. Warstwa fotoreceptorów
Komórki fotoreceptoryczne (komórki pręcikowe i czopkowe) to dwubiegunowe
komórki nerwowe, których dendryty zostały przekształcone w fotoreceptory
(pręciki i czopki)
• segment zewnętrzny
(dyski błoniaste zawierające
barwniki wzrokowe)
3. Błona graniczna zewn.
(połączenia międzykom.)
ŚWIATŁO
4. Warstwa jądrowa
(ziarnista) zewnętrzna perykariony komórek
fotoreceptorycznych
I
II
• szczątkowa migawka (pręcik)
• segment wewnętrzny:
- elipsoid (mitochondria)
- mioid (szorstka siateczka,
aparat Golgiego - produkcja
białek dysków błoniastych)
5. Warstwa splotowata zewn.
(wł. nerwowe i synapsy)
III
6. Warstwa jądrowa (ziarnista)
wewn. (perykariony komórek
– tu: kom. dwubiegunowe)
• perykarion z jądrem kom.
7. Warstwa splotowata wewn.
(wł. nerwowe i synapsy)
Pod wpływem fotonów światła działających na barwniki
wzrokowe dysków dochodzi do hyperpolaryzacji błony i
zahamowania wydzielania neuroprzekaźników w
synapsie – ponieważ jest to synapsa hamująca, drugi
• synapsa neuron (kom. dwubiegunowa) zostaje „odblokowany” i
wysyła sygnały do kolejnych neuronów drogi wzrokowej.
• akson
8. Warstwa kom. zwojowych
9. Warstwa wł. nerwowych
I-k.poziome II-k.amakrynowe III-k.Müllera
10. Błona graniczna wewn.
(blaszka podstawna)
10 warstw siatkówki
Pręcik
Czopek
Nabłonek barwnikowy
wąski, pałeczkowaty
szerszy, stożkowaty
Funkcje:
dyski błoniaste
otoczone błoną
komórkową
dyski błoniaste są
częściowo wpukleniami
błony komórkowej
szypuła łącząca segment wewn.
z perykarionem (wypustka
pręcikonośna)
brak
• pochłanianie światła
• fagocytoza dysków
błoniastych pręcików
• udział w resyntezie
barwników wzrokowych
(izomeryzacja retinolu)
• tworzy barierę
krew-siatkówka
rodopsyna
jodopsyny
(czopki S, M, L)
wymiana dysków błoniastych
przy udziale komórek
nabłonka barwnikowego
nie
wysoka czułość na światło
niższa czułość
niewrażliwy na barwy
wrażliwy na barwy
Szczególne obszary siatkówki
plamka żółta (macula lutea)
plamka ślepa (tarcza n. wzrokowego)
dołeczek
środkowy
Paradoksy oka:
• w układzie optycznym największą siłę załamywania światła
ma rogówka (a nie soczewka)
• skurcz mięśni ciałka rzęskowego powoduje rozluźnienie
więzadełek Zinna
• wyeksponowane fotoreceptory
(inne warstwy odsunięte)
• tylko czopki
• brak sumowania sygnałów
(neurony jednosynaptyczne)
największa ostrość widzenia
• brak fotoreceptorów
• włókna nerwowe przebijają
twardówkę i zbierają się
tworząc nerw wzrokowy
• po wyjściu z gałki ocznej ulegają
mielinizacji
• miejsce wejścia tętnicy centralnej
siatkówki i wyjścia żył
• fotoreceptory są umieszczone po „złej” stronie siatkówki
(światło musi przejść przez prawie wszystkie warstwy, zanim
dotrze do pręcików i czopków)
• światło powoduje zahamowanie aktywności fotoreceptorów
4
Spojówka:
• nabł. wielowarstwowy walcowaty
z komórkami kubkowymi
• blaszka właściwa
• pokrywa także twardówkę
Powieka
Gruczoł łzowy
• zlokalizowany w oczodole
• złożony gruczoł o budowie
zrazikowej
• odcinki wydzielnicze
o charakterze pęcherzyków
surowiczych otoczonych
przez kom. mioepitelialne
• produkuje wodnisty płyn
zawierający m.in. lizozym
Struktury aparatu łzowego:
- kanaliki łzowe
- woreczek łzowy
- przewód nosowo-łzowy
Tarczka: tkanka łączna zbita
z dużymi gruczołami łojowymi
(gruczoły tarczkowe,
Meiboma) w powiece
górnej i dolnej
W okolicy korzeni rzęs
– gruczoły Molla (apokrynowe)
Anatomia ucha
Narząd
słuchu
i równowagi
Ucho środkowe
Ucho zewnętrzne
• małżowina uszna
- chrząstka sprężysta
- skóra
• przewód słuchowy zewnętrzny
- skóra: korzenie włosów
gruczoły łojowe
gruczoły woskowinowe
(apokrynowe)
- chrząstka sprężysta/kość
• błona bębenkowa
- środkowa warstwa włóknista
- nabłonek zewnętrzny: naskórek
- nabłonek wewnętrzny:
jednowarstwowy sześcienny
Funkcja: wstępne ukierunkowanie
fal dźwiękowych
• jama bębenkowa (wyściółka: błona śluzowa)
- nabłonek jednowarstwowy
sześcienny, w dolnej części
walcowaty z migawkami
- blaszka właściwa –
unaczyniona i unerwiona
• kosteczki słuchowe – (kość
grubowłóknista pokryta błoną
śluzową) połączone stawami:
młoteczek, kowadełko,
strzemiączko
• mięśnie:
napinacz błony bębenkowej
i m. strzemiączkowy
• trąbka słuchowa (Eustachiusza)
- nabłonek walcowaty z migawkami
przechodzący w wieloszeregowy
z migawkami i kom. kubkowymi
- cienka blaszka właściwa
- podłoże: kość → chrząstka sprężysta/szklista
- tkanka limfoidalna - migdałek trąbkowy
5
uchyłki łagiewki
i woreczka
Funkcje ucha środkowego
okienko owalne
• przeniesienie drgań
błony bębenkowej
na drgania płynu
w uchu wewnętrznym
ślimak
(kanał spiralny)
kanały półkoliste
• labirynt błoniasty wypełnia endolimfa
(śródchłonka) bogata w jony K+
• przestrzeń między labiryntem błoniastym
a ścianą kostnego wypełnia perylimfa
okienko okrągłe
- minimalne straty,
wzmocnienie
i modulacja sygnału
(kosteczki słuchowe,
mięśnie)
• stabilizacja ciśnienia
w jamie bębenkowej
(trąbka słuchowa)
Ucho wewnętrzne:
labirynt (błędnik) kostny i błoniasty
przedsionek
okienka:
okrągłe
i owalne
płyn
płyn
Labirynt błoniasty – obszary zmysłowe
bańka
przewody
półkoliste:
górny
Labirynt kostny:
przestrzenie
w kości skalistej
Labirynt błoniasty:
struktury tkankowe
wypełniające
labirynt kostny
tylny
poziomy
przewód ślimaka
przewód łączący
i woreczek
grzebienie
baniek
przewodów
półkolistych
przewód
i woreczek
śródchłonkowy
Zmysł słuchu: kanał spiralny i przewód ślimaka
błona Reissnera
plamki
woreczka i łagiewki
łagiewka
schody przedsionka
prążek naczyniowy
schody środkowe
(przewód ślimaka)
błona
nakrywkowa
rąbek
spiralny
narząd Cortiego ślimaka
Obszary zmysłowe są utworzone przez dwa
główne typy komórek nabłonkowych:
• komórki zmysłowe zaopatrzone w stereocylia
(komórki rzęsate) i kontaktujące się z włóknami
(zakończeniami) nerwowymi o charakterze
aferentnym i eferentnym; komórki reagują na
mechaniczne zginanie stereocyliów, mają zdolność
do depolaryzacji i wydzielania neuroprzekaźników
• komórki podporowe
Narząd Cortiego
prążek
naczyniowy
nerw
ślimakowy
więzadło
spiralne
błona podstawowa
(blaszka spiralna
błoniasta)
schody bębenka
narząd Cortiego
Błona nakrywkowa
wytwór fibroblastów rąbka spiralnego
• zbudowana głównie ze specyficznych
glikoproteidów: tektoryn i otogeliny
• obecne rozproszone fibryle kolagenowe
• pokrywa szczyty stereocyliów komórek
rzęsatych
Prążek naczyniowy (smuga naczyniowa)
• nabłonek trójwarstwowy
- komórki podstawne (jasne,
połączone strefami zamykającymi)
- komórki pośrednie (z ziarnami
melaniny)
- komórki brzeżne (posiadają
prążkowanie przypodstawne)
• w obrębie nabłonka liczne kapilary
(!) jedyne takie miejsce w organizmie
Funkcja: produkcja endolimfy –
komórki brzeżne pobierają jony K+
z naczyń i z otoczenia - transportują je
do endolimfy
6
blaszka siatkowata
Komórki
rzęsate
błona nakrywkowa
wypustka
kom. rzęsata wewn.
kom. rzęsate zewn.
tunel wewnętrzny
komórki
falangowe zewn.
błona podstawowa
Jak działa komórka rzęsata narządu
Cortiego
• stereocylia
• szorstka i gładka siateczka
• w części podstawnej:
pęcherzyki synaptyczne i mitochondria
• kontakt z zakończeniami nerwowymi
zakończenie
nerwowe
komórka
falangowa
Komórki rzęsate zewnętrzne:
• liczniejsze, 3 szeregi
• stereocylia o różnej wysokości (układ „M”)
i o ułożeniu przestrzennym „V”
• podstawy objęte przez komórki falangowe
zewnętrzne, szczyty przez ich wypustki
Komórki rzęsate wewnętrzne:
• jeden szereg
• stereocylia ułożone linearnie
• objęte prawie w całości przez komórki
falangowe wewnętrzne
Jak działa
narząd
Cortiego
błona nakrywkowa
komórka rzęsata
wewnętrzna
komórki rzęsate
zewnętrzne
błona podstawowa
• zgięcie stereocylium powoduje napływ
jonów K+ przez specjalne otwierane
mechanicznie kanały jonowe (MET)
i depolaryzację komórki
• depolaryzacja komórki rzęsatej powoduje napływ jonów Ca2+ i wzrost
ich stężenia w cytoplazmie
• jony Ca2+ uruchamiają egzocytozę neuroprzekaźnika i pobudzenie
aferentnego włókna nerwowego
• nadmiar jonów K+ i Ca2+ jest stale usuwany przez odpowiednie pompy odtworzenie potencjału błonowego
Zmysł równowagi
• wywołane drganiami płynu przemieszczenia błony podstawowej względem
błony nakrywkowej powodują zginanie stereocyliów komórek rzęsatych
• komórki rzęsate wewnętrzne mają kontakt wyłącznie z aferentnymi
zakończeniami nerwowymi i są odpowiedzialne za podstawowy odbiór
fal dźwiękowych
• komórki rzęsate zewnętrzne mają kontakt z aferentnymi i eferentnymi
zakończeniami nerwowymi i odpowiadają za wzmocnienie sygnału i
precyzyjną dyskryminację wysokości dźwięków; modulacja odbywa się
poprzez zmianę długości komórek rzęsatych i zmianę napięcia błony
podstawowej
Komórki rzęsate
• leżą pomiędzy komórkami
podporowymi
• oprócz stereocyliów mają na powierzchni pojedynczą migawkę (kinocylium)
• zgięcie stereocylium w kierunku migawki powoduje depolaryzację komórki,
zgięcie w kierunku przeciwnym hiperpolaryzację
• typ I: butelkowate, objęte głębokim, „kielichowym”
aferentnym zakończeniem nerwowym
• typ II: walcowate, kontaktują się z aferentnymi
i eferentnymi zakończeniami nerwowymi
7
Zmysł równowagi – plamki
woreczka i łagiewki
• błona kamyczkowa: budowa i skład podobne
do błony nakrywkowej, dodatkowo zawiera
kryształki węglanów wapnia (2-4 um) – otolity
• komórki rzęsate reagują na przyspieszenia
liniowe, które przemieszczają ciężką błonę
kamyczkową i powodują zgięcie stereocyliów
• plamki pozwalają też na orientację, jakie
jest położenie głowy względem siły ciążenia
Zmysł równowagi – grzebienie przewodów półkolistych
otolity
• grzebienie – uwypuklenia łącznotkankowego zrębu pokryte
nabłonkiem (komórki rzęsate typu I, II, komórki podporowe)
• osklepek – pokrywa nabłonek grzebieni, skład i budowa
podobnie jak błona nakrywkowa
• komórki rzęsate reagują na przyspieszenia kątowe – wywołany
nimi ruch płynu powoduje pochylenie osklepka i zgięcie
stereocyliów
otolity
błona
kamyczkowa
osklepek
migawka
kom.
rzęsate
ruch
płynu
stereocylia
komórki
rzęsate
typu I i II
włókna
nerwowe
komórki
podporowe
Przypomnienie !
- inne struktury sensoryczne (związane z czuciem):
• błona węchowa (zmysł węchu)
• kubki smakowe (zmysł smaku)
• wolne zakończenia nerwowe, komórki Merkla oraz ciałka
czuciowe w skórze i innych narządach (różne rodzaje czucia)
• obszary chemosensoryczne (wewnętrzne):
ciałka neuroepitelialne, kłębki szyjne i aortalne,
komórki szczoteczkowe i inne
• wrzecionka nerwowo-mięśniowe i nerwowo-ścięgniste
8