[ЗАДАЧИ] по физиологии. Сенсорные системы
 Скачать 0.71 Mb.
|
|
описание его превращений под действием света, а в 1994 году- за выделение G-белка и определение его роли в передаче сигналов в клетках. Повторите основные положения этих открытий. Молекула родопсина состоит из ретиналя (альдегид витамина А) и белка опсина. Ретиналь поглощает фотон, в результате чего превращается из цис-формы в транс-форму, изменяя конфигурацию опсина. Опсин изменяет конфигурацию при превращениях ретиналя, тем самым активируя G-белок. Родопсин находится в мембране наружного сегмента фоторецепторов. 2) G-белок связан с обращенным внутрь клетки С-концом родопсина (N-конец родопсина обращен во внеклеточную среду). Фотон поглощается ретиналем → ретиналь из цис-формы превращается в транс-форму → изменяется конфигурация опсина → активация G-белка (от него отщепляется ГДФ и присоединяется ГТФ) → от G-белка отсоединяется альфа-субъединица → альфа субъединица активирует фосфодиэстеразу → фосфодиэстераза инициирует распад цГМФ (в состоянии покоя цГМФ удерживает открытыми натриевые каналы наружного сегмента фоторецепторов) →закрытие натриевых каналов → прекращение натриевого тока внутрь клетки → гиперполяризация мембраны (рецепторный потенциал фоторецепторов) → уменьшение высвобождения медиаторов (глутамат или ГАМК). Эритролаб, хлоролаб, йодопсин — колбочковые пигменты, состоят из ретиналя и фотопсина (в отличие от скотопсина родопсина). Колбочковые пигменты имеют 41% гомологии аминокислотного состава с родопсином. Эритролаб наиболее чувствителен к длинам волн 723-647 нм (красный), хлоролаб — 575-492 нм (зеленый), йодопсин — 492-450 нм (синий). На свету ретиналь зрительных пигментов поглощает фотон света и превращается из цис-формы в транс-изомер. Это приводит к изменению конфигурации белковой части и активации G-белка. В темноте происходит ресинтез родопсина. Ретиналь (составной компонент зрительных пигментов) — альдегид витамина А, поэтому употребление продуктов, содержащих витамин А, важно для нормального зрения.\ 13. Известные революционер Камо во время пыток симулировал сумасшествие: хохотал и никак не выдал своей боли. присутствующий при пытках тюремный врач внимательно вглядывался в глаза Камо и понял, что тот- не сумасшедший и на самом деле чувствует боль. потрясённый силой воли этого человека, врач не выдал Камо и дал заключение, что он действительно невменяем. Как врач понял, что Камо всё-таки чувствует боль? Болевые ощущения связаны с возбуждением симпатической нервной системы. Основной медиатор преганглионарных волокон — ацетилхолин, постганглионарных — норадреналин. Симпатическа нервная система оказывает на организм эрготропное воздействие: генерализованное сужение сосудов, учащение ритма сердечных сокращений, повышение работоспособности мышц и нервных центров, снижение секреции поджелудочной железы,желез желудка, снижение моторики желудочно-кишечного тракта, расширение зрачка. Миндриаз (расширение зрачка). Миндриаз наблюдается также при наркозе, удушье, эмоциях, связанных с возбуждением симпатики (боль, гнев, радость, истерия), уменьшении освещенности. 5. 1,5-8мм. 14. Врач-окулист осмотрел двух больных. Одному он поставил диагноз «миопия», а другому- «гиперметропия». Миопия (близорукость) — нарушение рефракции при котором лучи фокусируются перед сетчаткой. При рассматривании удаленных предметов на сетчатке возникает нечеткое, размытое изображение. Корректируется рассеивающими двояковогнутыми линзами. Гиперметропия (дальнозоркость) — нарушение рефракции, при котором лучи фокусируются за сетчаткой (сетчатка находится перед фокальной плоскостью). Проявляется в нечеткости изображения, которое воспринимает сетчатка. Корректируется собирающими двояковыпуклыми линзами. Миопия может развиваться вследствие: а) большой длины глазного яблока. Утяжка глазного яблока вследствие наполнения сосудов яблока кровью при длительном низком наклоне головы при чтении, письме. б) большая преломляющая сила глаза (спазм цилиарных мышц, приводящий к увеличению кривизны хрусталика — спазм аккомодации). Гиперметропия наблюдается при слабой преломляющей силе хрусталика либо при малой длине глазного яблока. Гиперметропия и миопия — аномалии рефракции. Нормальная преломляющая сила глаза в диоптриях - 60 D, однако она может варьировать в пределах от 52 до 68 D 15. Для получения водительских прав мужчин обследует окулист. Какие исследования целесообразно провести? Центральное зрение характеризуется остротой зрения. Для определения уровня центрального зрения используется таблица Головина-Сивцева. Человек садится напротив таблицы на расстоянии 5 метров и закрывает поочередно то правый, то левый глаз. Врач указывает на буквы в таблице, а пациент произносит их вслух. Нормальным считается зрение человека, который одним глазом видит десятую строчку: каждый глаз по отдельности может различать в пространстве две близкорасположенные точки, которые дают на сетчатке изображение под углом в одну минуту(= еденица зрения(1,0)). Периферическое зрение характеризуется полем зрения. Самый простой из методов опредения – контрольный. Сущность данного метода – сравнение периферического зрения медика (которое должно быть нормальным) с периферическим зрением пациента. Врач и пациент садятся друг напротив друга на расстоянии одного метра, каждый из них закрывает один глаз (закрываются разноименные глаза), а открытые глаза выступают точкой фиксации. Затем врач начинает медленно перемещать кисть своей руки, которая находится сбоку, вне поля зрения, и постепенно приближать ее к центру поля зрения. Пациент должен указать момент, когда увидит ее. Исследование повторяется со всех сторон. Есть и более сложные методы, которые дают глубокие результаты, например кампиметрия и периметрия. Нормальные показатели для белого цвета следующие: кверху – 50o, кнаружи – 90o, кверху кнаружи – 70o, кверху кнутри - 60o, книзу кнаружи - 90o, книзу - 60o, книзу кнутри - 50o, кнутри – 50o. Исследование цветового зрения проводится врачом-офтальмологом с помощью специальных таблиц или приборов. Наиболее распространены таблицы для проверки цветового зрения Рабкина. При прохождении исследования цветового зрения могут быть выявлены основные формы цветоаномалий: Цветослабость – затруднение с определением оттенков (человек может их не различать, либо для их идентификации требуется больше времени) Дихромазия – невозможность различить какой-либо один из трех основных цветов. Цветовая слепота – неспособность различать какие либо цвета (человек видит мир в черно-белом цвете). 16. На экспериментальном животном изучали механизм слуховой рецепции. Опишите полученные результаты, ответив на следующие вопросы. До того, как попасть во внутреннее ухо, где находятся рецепторы, звуковая волна проходит через проход наружного уха, барабанную перепонку, передается слуховым косточкам (молоточек, наковальня, стремечко) среднего уха на мембрану овального окошечка. Перилимфа - вязкая жидкость, заполняющая полость улитки и участвующая в проведении звуковых колебаний в органах слуха. Звуковые волны через систему слуховых косточек вызывают колебания перилимфы и эндолимфы, раздражающих чувствительные волосковые клетки кортиева органа. Эндолимфа – вязкая жидкость, заполняющая полость органов слуха и вестибулярного аппарата, участвует в проведении звука. Колебания перилимфы передается на эндолимфу перепончатого канала, что воздействует на основную мембрану. Базальная мембрана – состоит из плотных радиальных волокон (струн), идущих от спиральной пластинки улитки к спиральной связке, расположенной на наружной стенке перепончатого лабиринта. Длина струн основной мембраны возрастает по направлению от овального окна к верхушке улитки. Наиболее короткие струны расположены в основном завитке улитки, наиболее длинные – на верхушке. На основной мембране расположен рецепторный отдел слуховой системы – спиральный орган, который содержит чувствительные нейроэпительные клетки. Покровная пластина (основная) – расположена над кортиевым органом и омыляется эндолимфой. Киноцилии и стереоцилии: Каждая волосковая клетка имеет 50-70 небольших ресничек, называемых стереоцилиями, и одну большую ресничку — киноцилию. Киноцилия всегда расположена с одной стороны клетки, а стереоцилии постепенно становятся короче по направлению к другой стороне клетки. Мельчайшие нитевидные сцепки, почти невидимые даже в электронный микроскоп, связывают верхушку каждой стереоцилии с соседней, более длинной стереоцилией и в итоге — с киноцилией. Благодаря этим сцепкам при отклонении стереоцилии и киноцилии в сторону киноцилии нитевидные сцепки тянут стереоцилии одну за другой, оттягивая их наружу от тела клетки. Это открывает несколько сотен заполненных жидкостью каналов в мембране нервной клетки вокруг оснований стереоцилии. В результате создается возможность проведения через мембрану большого количества положительных ионов, которые текут в клетку из окружающей эндолимфатической жидкости, вызывая деполяризацию мембраны рецептора. Наоборот, отклонение пучка стереоцилии в противоположном направлении (от киноцилии) уменьшает натяжение сцепок; это закрывает ионные каналы, что ведет к гиперполяризации рецептора. А) В результате деформации изменяется проницаемость мембраны: усиливается ток калия внутрь рецепторной клетки Б) В) Развивается деполяризация мембраны рецепторов – это рецепторный потенциал Г) Из рецепторной клетки происходит выброс медиатора. Медиатор вызывает возбуждение биполярных клеток, контактирующих со слуховыми рецепторами. Вторично чувствующие Орган равновесия и орган слуха 17. В прошлом веке ученые-медики разработали слуховой протезный аппарат, который может улучшить слух больному тугоухостью. Каким образом знание механизмов проведения и восприятия звуковой слуховой волны помогло в создании такого аппарата? Звуковая волна, усиленная примерно на 30 дБ с помощью системы барабанная перепонка — слуховые косточки, достигает окна преддверия, и ее колебания передаются на перилимфу лестницы преддверия улитки. Это объясняет, для чего нужен механизм усиления: при переходе звуковой волны из воздушной среды в жидкую значительная часть звуковой энергии теряется. Так, человек, погруженный с головой в воду, вряд ли услышит крик с берега, поскольку звук резко ослабевает. Дальнейший путь звуковой волны проходит уже по перилимфе лестницы преддверия улитки (scala vestibuli) до ее верхушки. Здесь через отверстие улитки (helicotrema) колебания распространяются на перилимфу барабанной лестницы (scala tympani), слепо заканчивающейся окном улитки, затянутым плотной мембраной — вторичной барабанной перепонкой (т. tympani secundaria). В результате вся энергия звука оказывается сосредоточенной в пространстве, ограниченном стенкой костной улитки, костным спиральным гребнем и базилярной пластинкой (единственное податливое место). Движения базиляр-ной пластинки вместе с расположенным на ней спиральным (кортиевым) органом приводят к непосредственному контакту рецепторных волосковых клеток с покровной мембраной. Это становится окончанием проведения звука и началом звуковосприятия — сложного физико-химического процесса, сопровождаемого возникновением слуховых электрических биопотенциалов. Важное и необходимое условие звукопроведения — движение перилимфы между лабиринтными окнами. При его отсутствии даже при сохраненном механизме передачи звуковой энергии через среднее ухо острота слуха будет снижена. Это происходит при отосклерозе, заболевании, при котором развивается неподвижность стремени. Вся эта сложная система проведения звуковой волны с участием ушной раковины, наружного слухового прохода, барабанной перепонки, слуховых косточек, перилимфы вестибулярной и барабанной лестницы условно называется воздушным путем проведения звука. Звуковые волны не только попадают в наружный слуховой проход, но и приводят в колебание кости черепа. В результате различной подвижности лабиринтных окон (окно преддверия закрыто костной пластинкой стремени, а окно улитки — хотя и плотной, но мембраной) также происходит незначительное движение перилимфы от окна преддверия к окну улитки, зависящее от компрессии и инерции слуховых косточек, в основном стремени. При костном проведении звука лишь высокие звуки с малой амплитудой колебаний достигают рецепторных клеток. В воздушном проведении участвуют: ушная раковина, наружный слуховой проход, барабанная перепонка, слуховые косточки, перилимфа вестибулярной и барабанной лестницы. Т.е происходит подведение звука к рецепторным клеткам. При повреждении воздушной проводимости, есть возможность использовать костную, но будут восприниматься лишь высокие звуки с малой амплитудой. Используется не только наружный слуховой проход, но, и кости черепа. Происходит в результате подвижности окон лабиринта и перилимфы. При повреждении костной проводимости, невозможна воздушная проводимость. При поражении структур воздушной проводимости. 18. В 20 веке активно изучали строение и основные принципы функционирования слуховой сенсорной системы человека. Каковы основные результаты исследований? Рецепторный отдел: кортиев орган, расположенный в 2,5 витках улитки (во внутреннем ухе) -Проводниковый отдел: слуховой нерв. Его волокна направляются в продолговатый мозг и заканчиваются на ядрах кохлеарного комплекса, где лежат вторые нейроны. Их аксоны после частичного перекреста идут в медиальные коленчатые тела метаталамуса, где опять происходит переключение (третий нейрон), отсюда возбуждение поступают в височную долю коры. Часть импульсов попадает в нижние бугры четверохолмия, где располагаются центры рефлекторных двигательных реакций, возникающих при действии звука. -3.Центральный отдел: находится в верхней височной извилине, поперечные височные извилины Гешля. Слуховая сенсорная система дополняется механизмами обратной связи, обеспечивающими регуляцию деятельности всех уровней слухового анализатора с участием нисходящих путей. Такие пути начинаются от клеток слуховой коры, переключаясь последовательно в медиальных коленчатых телах, нижних буграх четверохолмия, в ядрах кохлеарного комплекса. Входя в состав слухового нерва, центробежные волокна достигают волосковых рецепторных клеток кортиева органа и настраивают их на восприятие определенных звуковых сигналов. Тела нейронов слухового нерва: первый нейрон – в рецепторе, второй нейрон – ядра кохлеарного комплекса, третий нейрон – медиальные коленчатые тела. Ядра слухового нерва: продолговатый мозг, ромбовидная ямка Первичным слуховым центром является медиальные коленчатые тела Нижние двухолмие среднего мозга, является подкорковым центром. Оно переключает слуховые и частично вестибулярные сигналы на высшие уровни головного мозга. Нижние двухолмие участвует в осуществление ориентировачных рефлексов на звуковые раздражители. Корковый центр слуховой сенсорной системы – верхние височные извилины и извилины Гешля. Поля 41 и 42 по Бродману. Первичный отдел – это центральный отдел ядер анализаторов, в них оканчивается сенсорные проекционные пути, происходит первичный корковый анализ определенной сенсорной информации. Вторичный отдел – периферический отдел ядер анализаторов, расположено вокруг первичной зоны, характеризуется тем, что в ней идет дальнейший анализ сенсорной информации, нейроны отвечают на раздражение различных модальностей. Третичная зона (ассоциативная) – зона взаимного перекрытия анализаторов, особенно развита у человека, в ней развиты переключающие нейроны 2 и 3 слоев, благодаря которым осуществляется выработка условных рефлексов, участвует в организации интеллектуальной деятельности мозга. Сенсорные области коры представляют собой топически организованные проекции различных периферических рецепторных полей. Корковые концы анализаторов, имеют строгую зону и площадь проекции, которые могут перекрываться. Но, несмотря на строгую топическую организацию, в каждой сенсорной системе имеются полисенсорные нейроны, которые реагируют не только на «свой» адекватный стимул, но и на другие стимулы. Слуховая рецептирующая система проецируется в височную долю (извилины Гешля, задние отделы сильвиевой борозды). Только небольшая часть этой зоны видна на верхнем крае височной доли. Кроме слуховых путей сюда проецируются вестибулярные афференты. Оба полушария имеют улитку, что и является основой бинаурального слуха. Бинауральный слух – восприятия звука с помощью обоих ушей и симметричных частей слуховой системы. позволяет локализовать источник звука в пространстве за счет детекции различий основных характеристик звуковых сигналов, поступающих на разные уши. При этом наиболее точная дифференциальная локализация звуков наблюдается, когда интенсивность сигналов равна 70-100 дБ над порогом слышимости. 19. На экспериментальном животном изучали электрические явления в улитке. Опишите полученные результаты. Мембранный потенциал слуховой рецепторной клетки характеризует состояние покоя и равен -60 мВ. Когда ее стереоцилии двигаются в направлении киноцилии, то мембранный потенциал уменьшается до -50 мВ. И, наоборот , при перемещении стереоцилий в противоположном направлении мембрана гиперполяризуется. Смещение отростков в направлении, перпендикулярном оси киноцилии, не приводит к изменения мембранного потенциала. Т.е волосковые отростки реализуют механизм трансформации направления и размера отклонения в изменении мембранного потенциала волосковой клетки. Потенциал эндолимфы (эндокохлеарный потенциал) – 80 мВ, разность зарядов между эндолимфой среднего канала улитки и перилимфой ее верхнего каналов. Эндолимфа имеет противоположный заряд по отношению к перилимфе. В эндолимфе в 100 раз больше ионов К. Калий секретируется в эндолимфу из капилляров сосудистой полоски с помощью активного транспорта с затратой энергии АТФ. Эндокохлеарный потенциал оказывает влияние на мембранный потенциал рецепторной клетки и создает в ней критический уровень поляризации, при котором даже незначительное механическое воздействие во время контакта волосковой рецепторной клетки с покровной пластиной приводит к возникновению возбуждения. Микрофонный эффект улитки – Электроды, введенные в улитку, соединялись с усилителем и громкоговорителем. Если рядом с ухом кошки произносили различные слова, то их можно услышать, находясь у громкоговорителя в другом помещении. Этот потенциал генерируется на мембране волосковой клетки в результате деформации волосков при соприкосновении с текториальной мембраной. Частота микрофонных потенциалов соответствует частоте звуковых колебаний, а амлитудп потенциалов в определенных границах пропорциональна интенсивности звуков речи. Звуковые колебания, действующие на внутреннее ухо, приводят к тому, что возникающий микрофонный эффект накладывается на эндокохлеарный потенциал, модулируя его 4.Потенциал действия слухового нерва регистрируется в его волокнах. Частота импульсов соответствует частоте звуковых волн, если она не превышает 1000Гц. При действии более высоких тонов частота импульсов в нервных волокнах не возрастает, т.к 1000 имп/с – это почти максимально возможная частота генерации импульсов в волокнах слухового нерва. Потенциал действия в нервных окончаниях регистрируетя через 0,5-1,0 мс после возникновения микрофонного эффекта, что свидетельствует о синаптической передаче возбуждения с волосковой клетки на волокно слухового нерва. 20. На животном изучали кодирование частоты звукового раздражителя. Опишите полученные результаты. Базальная мембрана состоит из плотных радиальных волокон (струн), идущих от спиральной пластинки улитки к спиральной связке, расположенный на наружной стенке перепончатого лабиринта. Длина струн основной мембраны возрастает по направлению от овального окна к верхушке улитки. Наиболее короткие струны расположены в основном завитке улитки, наиболее длинные –на верхушке. В области верхушки улитки ширина основной мембраны достигает 500 мкм, у окна преддверия 800 мкм. На основной мембране расположен рецепторный отдел слуховой системы – спиральный орган, который содержит чувствительные нейроэпителиальные клетки. Количество чувствительных клеток достигает 25 000. У волны с высокой частотой больше энергии, поэтому она может привести в колебание толстые широкие волокна мембраны у основания улитки. У коротких волокон возможна более высокая частота колебаний. Здесь ее колебательная энергия гасится, преобразуясь в энергию электрического импульса. Волна более низкой частоты несет меньшую энергию, поэтому не может привести в колебание толстые волокна мембраны у основания улитки, поэтому идет дальше, к верхушке, пока найдет более тонкие волокна, которые сможет привести в колебание. Звуки низкой частоты воспринимаются длинными волокнами у верхушки улитки, а звуки высокой частоты – короткими волокнами у основания. Резонансная теория Гельмгольца (рисунок). Кодирование звуков различной частоты. Согласно резонансной теории Гельмгольца, каждое волокно основной мембраны настроено на звук определенной частоты. Теория слуха Гельмгольца. Согласно этой теории, основным органом слуха является улитка, функционирующая как набор резонаторов, с помощью которых сложные звуки могут быть разложены на парциальные тоны. Отдельные волокна основной мембраны являются как бы струнами, настроенными на различные тоны в пределах от нижней до верхней границы слуха. Гельмгольц сравнил их со струнами музыкального инструмента - арфы. Более короткие волокна, лежащие у основания улитки, должны воспринимать высокие ноты; более длинные волокна, находящиеся у вершины ее, - низкие. Поскольку волокна мембраны легко отделяются друг от друга в поперечном направлении, они легко могут колебаться изолированно. 21. Врач на основании анализа тональной аудиограммы предположил у пациента поражение основания улитки. Какую информацию дает аудиограмма? Нарисуйте аудиограмму. Обозначьте наименование и размерность величин, которые откладываются по вертикальной и горизонтальной осям. Назовите крайние значения (диапазоны) этих величин, воспринимаемых человеком. Какие характеристики слуха отображают кривые аудиограммы? Как отобразится на аудиограмме поражение основания улитки? Что такое главное и добавочное речевые поля? Назовите и обозначьте на аудиограмме диапазоны, в которых они находятся. какой еще вид аудиометрии вам известен? |