План лекции:
1. Отделы сенсорной системы. Этапы сенсорного процесса. Анализатор по И.П. Павлову. Виды анализаторов. Рецепторы, виды, свойства, функции.
2. Соматосенсорный анализатор (рецепторы, проводящие пути, центральные отделы). Кожа, строение, функции. Производные кожи. Нормальное состояние кожи, выраженности подкожной клетчатки, кожной температуре.
3. Обонятельный анализатор (рецепторы, вспомогательный аппарат обонятельной сенсорной системы (нос), проводниковый и центральный отделы).
10. Вкусовой анализатор (рецепторы, проводящие пути, центральные отделы).
1. Анализатор - термин, введенный И.П.Павловым в 1909 г. Каждый анализатор состоит из трех частей:
1 ) периферического воспринимающего прибора, содержащего рецепторы;
2) проводящих путей и центров мозга;
3) высших корковых центров головного мозга, куда проецируется импульсация.
СО2
В научной литературе анализаторы называют сенсорными системами Это основа процессов саморегуляции. При воздействии того или иного фактора среды (света, звука и т.д.) в рецепторе возникает процесс возбуждения. Это возбуждение в виде потока импульса передается в нервные центры, расположенные в спинном мозге, мозговом стволе и промежуточном мозге, а отсюда в центральную часть анализатора - кору. Элементарный, "низший" анализ воздействия среды происходит уже в рецепторном отделе и промежуточных центрах анализатора. Высший тончайший анализ в неразрывном единстве с синтезом совершается в центральном отделе анализатора - в коре большого мозга.
У человека анализ и синтез протекает на более высоком, качественно ином уровне вследствие того, что он обладает II сигнальной системой. Человек способен к отвлеченным формам анализа и синтеза, к созданию понятий, к абстрактному мышлению.
Все анализаторы делятся на две группы: внешние и внутренние. К внешним анализаторам относятся: зрительный, слуховой, вкусовой, обонятельный и кожный (тактильный, болевой, температурный ). К внутренним анализаторам относятся: двигательный, вестибулярный и висцероцептивный. Функция двигательного (проприоцептивного) анализатора свойственна в основном скелетным мышцам. Рецепторы внешних анализаторов называются экстерорецепторами, внутренних анализаторов - интерорецепторами. К интерорецепторам относятся: хеморецепторы, осморецепторы, волюмрецепторы, проприорецепторы, вестибулорецепторы, висцерорецепторы и др. Кроме того, все рецепторы внешних анализаторов делятся на две большие группы: дистантные рецепторы (зрительные - фоторецепторы, слуховые, обонятельные) и контактные рецепторы (тактильные, температурные, вкусовые, болевые).
Рецепторы обладают рядом общих свойств.
1) Все они имеют очень высокую возбудимость. Порог раздражения рецепторов, т.е. количество энергии, которое необходимо для возникновения возбуждения, чрезвычайно низок.
2) С увеличением силы раздражения возрастает интенсивность ощущения (закон Э.Вебера - Г.Фехнера).
3) Почти все рецепторы обладают свойством адаптации, т.е. приспособления к силе действующего раздражителя (например, к шуму, запаху, давлению). Свойства адаптации нет у вестибуло- и проприорецепторов.
4) Энергия внешнего раздражения в рецепторах трансформируется в нервные импульсы. В этом заключается основная функция рецепторов: кодировать любой вид энергии (химическую, световую, механическую и др.) в нервные импульсы. По афферентным путям импульсы проводятся к соответствующим чувствительным зонам коры, где формируются специфические ощущения. Таким образом, энергия внешнего раздражения после многократного ее преобразования, высшего анализа и синтеза переходит в ощущение и сознание. После этого происходит выбор или разработка программы ответной реакции организма.
2. В соматосенсорную анализаторную систему включают систему кожной чувствительности и чувствительную систему скелетно-мышечного аппарата, главная роль в которой принадлежит проприорецепции.
Кожа (cutis), или наружный покров тела. Кожа является не только оболочкой, отграничивающей внутренние органы от внешней среды, но и обширным рецепторным полем, воспринимающим все изменения факторов внешней и внутренней среды. Это позволяет отнести кожу к органам чувств, т.е. к периферическому рецепторному отделу кожного анализатора.
Непосредственно соприкасаясь с внешней средой, кожа выполняет следующие функции:
1) защищает тело от внешних воздействий, в том числе механических;
2) участвует в терморегуляции организма;
3) выделяет наружу пот, кожное сало (выделительная функция);
4) содержит энергетические запасы (подкожный жир);
5) синтезирует витамин D для профилактики рахита;
6) является неотъемлемым и активным компонентом иммунной системы;
7) участвует в водном, минеральном и других видах обмена;
8) является депо крови (около 1 л);
9) воспринимает многочисленные раздражения внешней среды;
10) отражает эмоциональное состояние человека и в определенной степени влияет на социальные и сексуальные взаимоотношения людей.
Площадь кожного покрова взрослого человека составляет 1,5-2 м2. Толщина кожи в различных частях тела варьирует от 0,5 до 5 мм. Масса кожи доходит до 3 кг. В коже различают 3 слоя:
1) эпидермис (надкожницу), который развивается из эктодермы;
2) дерму (собственно кожу);
3) гиподерму (подкожную основу - жировую клетчатку), развивающиеся обе из мезодермы.
Некоторые анатомы гиподерму в виде отдельного третьего слоя не выделяют.
Эпидермис - это поверхностный слой кожи, представлен многослойным плоским ороговевающим эпителием, толщиной от 0,03 до 1,5 мм. Наиболее толстый эпидермис на ладонях и подошвах. Эпидермис состоит из множества рядов клеток (эпидермоцитов), которые по морфо-функциональному признаку подразделяются на 5 слоев: базальный, шиповатый, зернистый, блестящий и роговой. Б азальный слой состоит из одного ряда клеток цилиндрической формы, лежащих на базальной мембране. Шиповатый слой построен из 3-8 рядов клеток неправильной многоугольной формы, прочно соединенных между собой шипами, или акантами, состоящими из тонофибрилл. Клетки базального слоя и прилегающего к нему глубокого отдела шиповатого слоя способны размножаться путем митотического деления, поэтому они объединяются под названием росткового (мальпигиева) слоя.
Здесь же находятся пигментные клетки - меланоциты, способные синтезировать пигмент меланин. Зернистый слой состоит из 1-5 рядов уплощенных клеток, содержащих зернышки кератогиалина -специального белка, способного превращаться в роговое вещество кератин. Блестящий слой построен из 2-4 рядов плоских безъядерных клеток. Цитоплазма клеток этого слоя диффузно пропитана белковым веществом -элеидином (образовавшимся из кератогиалина), который в последующем превращается в кератин. Роговой слой - самый поверхностный и состоит из ороговевших клеток (чешуек), тесно соединенных между собой. Периодически происходит слущивание части роговых чешуек и одновременно образование новых чешуек. Роговой слой эпидермиса полностью обновляется в течение 7-11 дней. Установлено, что человек к 70-летнему возрасту теряет около 18 кг отживших эпидермальных клеток.
Дерма (собственно кожа) - глубокая часть кожи, состоящая из соединительной ткани. Она делится на 2 слоя: сосочковый и сетчатый. Сосочковый слой прилежит к эпидермису и состоит из рыхлой волокнистой соединительной ткани, выполняющей трофическую функцию. Этот слой образует многочисленные выступы - сосочки, вдающиеся в эпидермис, и определяет индивидуальный рисунок кожи: гребешки и бороздки на поверхности эпидермиса (особенно на ладони и подошве). Указанный рисунок на дистальных фалангах пальцев рук неповторим и широко используется в криминалистике и судебной медицине для установления личности (дактилоскопия - греч. daktylos - палец, skopeo - смотрю, наблюдаю). В сосочках содержатся петли кровеносных и лимфатических капилляров, концевые нервные аппараты. В сосочковом слое располагаются пучки гладких мышечных клеток, связанные с луковицами волос (мышцы, поднимающие волосы), а в некоторых местах такие пучки лежат самостоятельно: на коже лица, шеи, тыла кистей, стопы. Сокращение этих гладкомышечных клеток вызывает появление "гусиной кожи". При этом уменьшается приток крови к коже и понижается теплоотдача организма.
Сетчатый слой занимает основную часть дермы и состоит из плотной неоформленной соединительной ткани. Компактные и толстые пучки коллагеновых и эластических волокон этого слоя обеспечивают плотность, прочность и эластичность кожного покрова. В этом слое в основном расположены потовые, сальные железы и корни волос; в нем также имеются пучки гладких мышц. Сетчатый слой плавно, без резкой границы переходит в подкожную основу.
Гиподерма (подкожная основа) - самая глубокая часть кожи. Она состоит из переплетающихся пучков соединительной ткани, в петлях которой содержатся жировые скопления (отложения). Толщина жировых отложений в коже человека неодинакова и зависит от типа конституции и упитанности. Этот слой смягчает действия на кожу механических факторов, обеспечивает ее подвижность и является хорошим термоизолятором и обширным жировым депо организма.
На границе между дермой и гиподермой расположены глубокая (дермальная) артериальная сеть, образующая у основания сосочков поверхностную (подсосочковую) артериальную сеть, и венозные сплетения, анастомозирующие между собой и с венозными сплетениями сосочкового слоя (депо крови около 1 л, участие в терморегуляции). Эпидермис лишен кровеносных сосудов, поэтому питание его осуществляется капиллярами сосочков дермы.
К производным кожи относятся: потовые, сальные, молочные железы, волосы и ногти.
Потовые железы - простые трубчатые железы, залегают в сетчатом слое дермы на границе с гиподермой и имеют форму клубочков. Их выводные протоки проходят через все слои кожи и открываются на поверхности отверстиями - потовыми порами. Потовые железы в коже распределены неравномерно. Их много в подмышечной, паховой областях, в коже ладоней и подошв. Общее количество потовых желез в организме человека составляет в пределах 2-3,5 млн. За сутки при температуре окружающего воздуха 18-20°С выделяется в среднем 500 мл пота. Пот состоит из воды (98%) и плотного остатка (2%), который содержит органические и неорганические вещества. Образующийся пот стерилен, однако он быстро разлагается бактериями, что вызывает испарение пахучих веществ: метанола, ацетона и др. Всего с поверхности кожи выделяется более 250 химических веществ, которые и составляют индивидуальный запах пота человека. Неприятный запах пота наблюдается при кожных болезнях (инфицированной экземе, опоясывающем герпесе, педикулезе и т.д.) и у некоторых психических больных.
Сальные железы - простые альвеолярные железы с разветвленными концевыми отделами. Располагаются неглубоко, у границы сосочкового и сетчатого слоев дермы. Их протоки открываются обычно в волосяной мешочек, а там, где волос нет, - непосредственно на поверхность кожи. На подошвах и ладонях сальные железы отсутствуют. За сутки сальные железы выделяют около 20 г кожного сала. Кожное сало содержит жирные кислоты, холестерин, глицерин и т.д. Оно служит смазкой для волос, эпидермиса, предохраняет кожу от воды, микроорганизмов, смягчает и придает ей эластичность. Смешиваясь с потом, сало на поверхности кожи образует тонкую пленку водно-жировой эмульсии ("кислую мантию кожи"), играющую большую роль в поддержании нормального физиологического состояния кожного покрова.
Волосы являются производными эпидермиса и имеются почти на всей поверхности кожи. Различают 3 вида волос: длинные (волосы головы, бороды, усов, подмышки, лобка), щетинистые (волосы бровей, ресниц, ноздрей, наружного слухового прохода) и пушковые, покрывающие остальные участки кожи (туловище, конечности). Волосы у человека выполняют в основном чувствительную функцию и играют ограниченную защитную и изолирующую роль. Волосы имеют стержень, выступающий над поверхностью кожи, и корень. Корень заканчивается расширением -волосяной луковицей, которая является ростковой частью волоса. Корень волоса располагается в дерме в соединительнотканной сумке - волосяном фолликуле. В сумку волоса открывается сальная железа и вплетается мышца - подниматель волоса. При сокращении мышцы волос выпрямляется, сальная железа сдавливается и выделяет свой секрет (кожное сало).
Продолжительность жизни волоса составляет от 3-4 месяцев (в подмышках, на бровях, ресницах) до 4-10 лет (на голове). Обычный прирост волоса за день - до 0,5 мм. В норме небольшое количество волос (около 50-100 за день) выпадает постоянно и незаметно. Количество волос у разных людей широко варьирует. В среднем на 1 см2 на темени насчитывается до 170-200 волос, на всей же голове - от 80 до 140 тысяч, на всем остальном теле - около 20 тысяч волос. Цвет волос зависит от наличия в них различных пигментов. При появлении в толще волос пузырьков воздуха и исчезновении пигмента волосы седеют.
Ногти п редставляют собой плотные роговые, слегка изогнутые пластинки, расположенные на концах пальцев с тыльной стороны. Ногти защищают очень чувствительные концы пальцев и помогают захватывать мелкие предметы. У ногтя различают корень, располагающийся в ногтевой щели, тело и свободный край, выступающий за пределы ногтевого ложа. Кожные складки, ограничивающие ноготь со стороны его корня и с боков, получили название валика ногтя.
Рост ногтя происходит за счет росткового слоя ногтевого ложа. В этом месте клетки эпителия размножаются и ороговевают. Скорость роста ногтя составляет в среднем 0,1 мм в сутки. Полная регенерация ногтя занимает около 170 дней. Рост ногтей на пальцах ног идет значительно медленнее, чем на пальцах рук.
Молочная железа (лат. glandula mammaria или mamma) — парный орган, относящийся к типу апокринных желез кожи. Молочная железа представляет собой выпуклый диск из 15-20 долей, расположенных по кругу и обращенных верхушкой к соску.
Каждая из долей представляет собой железы с особым строением в виде большого количества крохотных мешочков-альвеол, которые собираются в петляющие трубочки – млечные протоки, по которым при кормлении ребенка будет течь молоко.
Протоки из всех желез потом сходятся и выходят наружу на вершине соска в виде 8-15 молочных отверстий.
Между долями, над и под ними находится только достаточно рыхлая соединительная и жировая ткань, соотношение которых сильно меняется у разных женщин. И присутствие каждой из них имеет свой смысл.
По своему строению молочная железа – это видоизмененная потовая железа, которая продуцирует грудное молоко.
Каждая молочная железа имеет по центру сосок, окруженный ареолой.
Ареола – это участок кожи, цвет которого может быть от светло-коричневого до темно-коричневого.
Кожа содержит большое количество рецепторов, воспринимающих различные раздражения. Она представляет собой как бы мощный живой воспринимающий экран, обращенный во внешний мир. Кожные рецепторы имеют различную форму и строение и расположены в коже на различной глубине. Так, например, болевые рецепторы (их на всей поверхности кожи от 2 до 4 млн.) представлены свободными нервными окончаниями, находящимися в глубоких слоях эпидермиса и в сосочковом слое дермы. Температурные рецепторы: тепловые - тельца А.Руффини (их около 30000) и холодовые - колбы В.Краузе (их около 250000) лежат в глубоких слоях дермы и в подкожном слое. К тактильным рецепторам - рецепторам прикосновения и осязания (их на всей коже около 5 млн.) относятся осязательные тельца Г.Мейсснера, расположенные в сосочках кожи, осязательные мениски - диски Ф.Меркеля, имеющиеся в большом количестве на кончиках пальцев и коже губ. К рецепторам давления относятся пластинчатые тельца - тельца А.Фатера - Ф.Пачини, которые сосредоточены в глубоких слоях кожи, сухожилиях, связках, брюшине, брыжейке кишечника. Различные рецепторы распределены в разных участках кожи неодинаково.
Кожный анализатор - анализатор, обеспечивающий кодирование различных раздражителей (тактильных, болевых, температурных и др.), воздействующих на кожные покровы тела, и формирующий соответствующие ощущения. Проводящие пути кожного анализатора включают 3 нейрона: спинномозговых узлов, задних рогов спинного мозга и специфических ядер таламуса. Четвертый нейрон в задней центральной извилине теменной доли коры является высшим корковым центром кожного анализатора (третьим отделом анализатора, первый отдел - рецепторная часть, второй - проводящие пути).
Патологию кожи изучает специальная наука о болезнях кожи - дерматология.
Воспалительное поражение кожи в результате непосредственного воздействия на нее внешних факторов называется дерматитом. Гнойничковое заболевание кожи, вызываемое стафилококками и стрептококками, - это пиодермия. Гнойничок, пронизанный волосом и окруженный зоной легкой гиперемии, называется остиофолликулитом. Гидраденит - это гнойное воспаление потовых желез в области подмышечной впадины.
Поражение кожи, проявляющееся в аллергической реакции на введение в организм веществ, обладающих сенсибилизирующим действием, называется токсидермией. Заболевание, характеризующееся сильным приступообразным зудом, расчесами, своеобразным утолщением и пигментацией кожи пораженных мест, - это нейродермит. Воспалительное заболевание кожи нейроаллергического генеза, характеризующееся полиморфизмом высыпаний, длительным течением и склонностью к рецидивам, называется экземой. Паразитарное заболевание, вызываемое специальным клещом и передаваемое от человека к человеку при прямом контакте через белье и другие предметы, - это чесотка. Хроническое рецидивирующее заболевание кожи с мономорфными папулезными (узелковыми) высыпаниями называется псориазом (чешуйчатым лишаем). Наблюдается у 2-5% населения Земли в любом возрасте. Этиология и патогенез псориаза не выяснены. Для псориатических высыпаний (папул, бляшек) характерна триада симптомов (феноменов): стеаринового пятна, терминальной пленки и кровяной росы.
3. Обонятельные раздражения воспринимают рецепторы, которые находятся в области верхнего носового хода, верхней носовой раковины и верхней части перегородки полости носа – так называемой обонятельной области. Площадь последней составляет около 10 см2. В слизистой оболочке указанной области находятся биполярные обонятельные клетки, количество которых составляет около 10 млн. Периферические отростки этих клеток заканчиваются булавовидными рецепторами, на каждом из которых находятся 10–15 обонятельных волосков, погруженных в слой слизи.
Обонятельная область и обонятельные железы в совокупности составляют орган обоняния: пахучие вещества, проникающие с потоком воздуха в полость носа, растворяются в слизи, а обонятельные волоски взаимодействуют с пахучими веществами и трансформируют энергию химического раздражения в нервные импульсы.
Орган обоняния обеспечивает оценку вдыхаемого воздуха, запаха принимаемой пищи и вместе с другими анализаторами позволяет ориентироваться в окружающем мире.
Центральные отростки обонятельных клеток образуют пучки нервных волокон и в составе обонятельных нервов (I пара черепных нервов) проникают в головной мозг, где заканчиваются на клетках обонятельной луковицы. Далее по обонятельному тракту нервные импульсы направляются непосредственно в кору полушарий большого мозга – в височную долю, где в области крючка и парагиппокампальной извилины находится проекционный центр обоняния. Поэтому запахи вначале ощущаются, а затем возникает на них реакция, т.е. из коркового центра информация поступает в подкорковый центр (сосцевидные тела и передние ядра таламуса промежуточного мозга), а затем в ответ на сильные неприятные запахи возникает двигательная реакция или обильное выделение секрета слезных желез и желез слизистых оболочек.
4. Строение вкусового анализатора.
Периферический отдел вкусового анализатора представлен вкусовыми луковицами круглой или овальной формы, которые расположены главным образом в сосочках языка. Различают сосочки желобоватые, листовидные и грибовидные (рис. 1,2). В меньшем количестве вкусовые луковицы встречаются на мягком небе и задней стенке глотки.
Рис. 1. Расположение вкусовых сосочков на языке
Вкусовая луковица имеет овальную форму и состоит из опорных и рецепторных вкусовых клеток. Рецепторные вкусовые клетки усеяны на своем конце микроворсинками, которые называют еще вкусовыми волосками (рис. 2). Длина ворсинок — около 2 мкм, диаметр — около 0,2 мкм. Они выходят на поверхность языка через вкусовые поры.
На вкусовой клетке имеется большое число синапсов, которые образуют волокна барабанной струны и языкоглоточного нерва. Волокна барабанной струны (ветвь язычного нерва) подходят ко всем грибовидным сосочкам, а волокна языкоглоточного нерва — к желобоватым и листовидным. Корковый конец вкусового анализатора находится в гиппокампе, парагиппокамповой извилине и в нижней части заднецентральной извилины.
Рис. 2. Периферический отдел вкусового анализатора:
А — сосочки языка: 1 — листовидный; 2 — грибовидный;
3 — желобоватый;
Б — вкусовые клетки и опорные элементы:
1 — вкусовая пора; 2 — опорная клетка; 3 — рецепторная клетка;
4 — нервные волокна
Вкусовые клетки непрерывно делятся и непрерывно гибнут. Особенно быстро происходит замещение клеток, расположенных в передней части языка, где они лежат более поверхностно. Замена клеток вкусовой почки сопровождается образованием новых синаптических структур.