Zmyslové orgány

Informácie o zmenách vnútorného alebo vonkajšieho prostredia sa zachytávajú receptormi, ktoré môžu mať povahu od jednoduchých voľných nervových zakončení až po špeciálne zariadenia so zložitou stavbou (zmyslové orgány). Ich spoločnou vlastnosťou je schopnosť vyvolať nervový vzruch na prichádzajúci podnet – dráždivosť.

Receptory sú citlivé najmä na špecifické podnety, ktoré označujeme ako adekvátne podnety, t. j. pre receptor primerané (napr. pre zrak je to svetlo). Aby však podnet vôbec vyvolal vznik nervového vzruchu (akčného potenciálu), musí dosiahnuť určitú minimálnu intenzitu, tzv. prahovú hodnotu (podprahové podnety zostávajú bez reakcie). Ku každému receptoru patrí aj dostredivá nervová dráha, po ktorej sú vedené informácie do ústredia v centrálnej nervovej sústave, kde sa vyhodnocujú a vzniká vnem.

Niektoré receptory reagujú po celý čas pôsobenia podnetu, u iných sa v priebehu jeho pôsobenia dráždivosť znižuje. Na základe tohto javu (adaptácie) ich delíme na dve skupiny:

• fázické receptory – rýchlo sa adaptujú. Aktivizujú sa pri zmene podmienok, ale ak podnet pretrváva, prestanú vysielať signál (napr. po určitom čase prestávame vnímať vôňu alebo zápach v miestnosti, nepociťujeme na koži odev)
• tonické receptory – sú aktívne neustále a adaptujú sa len veľmi pomaly alebo vôbec. Patria sem najmä receptory pre bolesť (nociceptory) a proprioreceptory. To je mimoriadne dôležité z hľadiska udržania stálosti vnútorného prostredia a ochrany pred poškodením

Podľa prostredia a pôvodu podnetov rozlišujeme:

• exteroreceptory – patria sem kožné receptory a vlastné zmyslové orgány, ktoré prijímajú podnety z priameho kontaktu s vonkajším prostredím
• telereceptory – špecifická podskupina, ktorá prijíma podnety zo vzdialeného zdroja bez nutnosti priameho dotyku (zrakový, sluchový a čuchový receptor)
• interoreceptory – nachádzajú sa vo vnútorných orgánoch a stenách ciev. Sú citlivé na zmeny vnútorného prostredia (napr. pH, pomer O₂ k CO₂, osmotický tlak, hladina glukózy)
• proprioreceptory – nachádzajú sa vo svaloch (svalové vretienka), v šľachách a kĺbových puzdrách. Neustále informujú mozog o napätí svalov a o polohe tela v priestore

Čuch link

Človek má v porovnaní s mnohými zvieratmi čuch pomerne málo vyvinutý (z tohto hľadiska ho radíme medzi tzv. mikrosmatické živočíchy), no napriek tomu je jeho citlivosť dosť veľká. Význam čuchu pre človeka je pri vytváraní podmienene reflexného vylučovania tráviacich štiav (tvorba slín) a v obranných reakciách organizmu na dráždivé a škodlivé látky v ovzduší.

Adekvátnym podnetom pre čuch sú chemické, vo vode/hliene rozpustné prchavé látky vo vdychovanom vzduchu. Človek dokáže rozlíšiť niekoľko tisíc čuchových kvalít. Rozdeľujú sa na 6 základných vôní (pachov): kvetová, ovocná, živicová, korenistá, hnilobná a spáleninová. Väčšina látok vyvoláva zmiešané pocity, často kombinované s dráždením ďalších receptorov, najmä chuťových (zmysly čuchu a chuti sa navzájom silne ovplyvňujú). Adaptácia na čuchové podnety je rýchla (fázické receptory).

Samotným receptorom čuchu sú čuchové bunky (chemoreceptory). Sú to bipolárne bunky tyčinkovitého tvaru a nachádzajú sa v čuchovej sliznici v klenbe nosovej dutiny (rozprestiera sa na ploche asi 2–5 cm²). Čuchové bunky sú vo svojej podstate primárne neuróny. Ich dendritový úsek je pokrytý jemnými riasinkami a vystupuje nad povrch sliznice do nosového hlienu.

Chuťový orgán link

Rozoznávame päť základných chuťových vnemov: sladko, horko, kyslo, slano a umami. Chuť umami (v preklade „lahodná“ mäsová chuť) sprostredkúva špecifický proteínový receptor objavený v roku 2000, ktorý reaguje na glutamátový anión.

Dlho sa tradovalo, že sladkú chuť vnímame na špičke jazyka, kyslú po stranách a horkú pri koreni. Dnes vieme, že toto tvrdenie je prekonané. Jeden chuťový pohárik obsahuje receptory pre všetky chute, a teda vnímanie chuti je rozptýlené rovnomerne po celom jazyku. Chuť je navyše vždy úzko spojená s činnosťou čuchu (bez vône jedla je vnímanie chuti výrazne oslabené) a s dráždením dotykových a tepelných receptorov v ústach.

Vlastný chuťový receptor tvoria chuťové poháriky (caliculi gustatorii), v ktorých sú vlastné zmyslové (chuťové) bunky spolu s podpornými bunkami. Chuťové poháriky sú sústredené v slizničných výstupkoch jazyka – papilách, ktoré delíme na hubovité, listovité a veľké hradené (ohraničené) papily na koreni jazyka. Menšie množstvo pohárikov je aj v sliznici podnebia a hltana.

Podnetom pre ne sú chemické látky výlučne rozpustené vo vode a slinách. Chuťové bunky majú krátku životnosť (asi 10 až 12 dní) a na povrchu majú jemné vlásky, ktoré vyúsťujú do póru chuťového pohárika.

Kožné receptory link

V koži a slizniciach telových otvorov sú receptory na vnímanie dotyku, tlaku, chladu, tepla a bolesti. Ide najčastejšie o mechanoreceptory a termoreceptory. V hustote ich uloženia sú na tele značné rozdiely – najcitlivejšia na dotyk a tlak je špička jazyka a brušká prstov, na teplo čelo, na bolesť očná rohovka.

Dotykové a tlakové receptory link

• Merkelove telieska – nachádzajú sa v spodných vrstvách pokožky (epidermy), najmä na končekoch prstov a perách, a slúžia na hmatové vnímanie
• Meissnerove telieska (corpuscula tactus) – sú uložené v papilách zamše. Ide o hmatové telieska, ktoré vnímajú jemný dotyk, pohyb a vibrácie
• Vater-Paciniho telieska (corpuscula lamellosa) – sú veľké lamelovité telieska uložené hlboko v podkožnom väzive (hypoderme). Vnímajú ťah, tlak a rýchle vibrácie

Tlakové a dotykové receptory sú fázické (rýchlo sa adaptujú), preto po čase prestávame vnímať napríklad tlak oblečenia na kožu.

Tepelné receptory link

• Krauseho telieska – receptory pre vnímanie chladu (teploty nižšej ako je teplota kože). Sú uložené plytšie pod povrchom a je ich výrazne viac (až 250 000)
• Ruffiniho telieska – receptory pre vnímanie tepla. Sú uložené v hlbších vrstvách kože a neadaptujú sa na podnet (podnet neochabuje). Pôsobia na ne aj vnútorné podnety (napr. pri horúčke pocit horúčavy)

Receptory bolesti link

Receptory bolesti (nociceptory / algoreceptory) majú obrovský biologický význam pri signalizácii poškodzujúcich vplyvov. Netvoria ich telieska, ale voľné nervové zakončenia, ktoré sa nachádzajú nielen v koži, ale aj v stenách vnútorných orgánov. Ich adaptácia na podnet je prakticky nulová (tonické receptory). V 1cm² kože je ich asi 100. Vyvolávajú ich mechanické, chemické či tepelné podnety, často uvoľnené z poškodeného tkaniva. Vnem z kože je lokalizovaný veľmi presne, kým bolesť vnútorných orgánov je ťažšie ohraničená. Informácie z týchto receptorov putujú miechou cez thalamus až do kôry temenného laloka, kde prebieha vedomé vnímanie.

Podľa miesta vzniku tak bolesť fyziologicky rozdeľujeme na:

• povrchovú (kožnú),
• hlbokú (zo svalov a kĺbov),
• vnútornostnú.

Receptory pohybových orgánov (Proprioreceptory) link

Proprioreceptory vo svaloch a šľachách ustavične vysielajú do CNS informácie o aktuálnom stave pohybového aparátu. Delíme ich na dva funkčne odlišné typy:

• svalové vretienka – nachádzajú sa priamo medzi svalovými vláknami a zaznamenávajú dĺžku a natiahnutie svalu. Ich natiahnutím sa spúšťajú jednoduché napínacie reflexy (napr. patelárny reflex)
• šľachové telieska (Golgiho telieska) – sú uložené v šľachách na prechode svalu do kosti a zaznamenávajú silu, resp. napätie svalu počas jeho kontrakcie

Tým sú všetky naše pohyby presne usmernené čo do sily aj rozsahu. Ustavičné dostredivé vzruchy z týchto receptorov umožňujú prostredníctvom CNS stálu kontrolu svalového tonusu a úpravu činnosti svalov podľa okamžitej situácie. Umožňujú nám aj vedomé vnímanie polohy tela a jeho častí bez kontroly zraku. Informácie sa spracúvajú na rozličných úrovniach CNS (najmä v mozočku) až po somato-senzorické centrá v temennom laloku mozgovej kôry.

Statokinetický receptor (Vestibulárny aparát) link

Kinetický a statický receptor pracujú ako funkčný celok. Ich činnosť je kritická pre udržanie vzpriameného postoja a telesnej rovnováhy, a to ako v pokoji, tak aj pri rôznych pohyboch tela.

Kinetické a statické orgány sú uložené spolu so sluchovým orgánom v komplikovanom priestore dutín – kostenom labyrinte skalnej kosti (labyrinthus osseus), ktorý je súčasťou spánkovej kosti lebky. Vnútri kosteného labyrintu vyplneného perilymfou pláva blanitý labyrint vyplnený hustou tekutinou – endolymfou.

Orgán dynamickej rovnováhy (kinetický receptor) je systém troch na seba vzájomne kolmých polkruhových kanálikov (detegujú pohyb vo všetkých rovinách priestoru – 3D snímanie). Pred ich vyústením sa nachádzajú rozšírené miesta (ampuly). V nich sú uložené vláskové zmyslové bunky, ktoré sú ponorené do želatinóznej čiapočky nazývanej kupula (cupula). Otáčanie hlavy v rovine niektorého kanálika spôsobuje, že endolymfa v dôsledku zotrvačnosti zaostáva, čím ohne vlásky receptorov v kupule. Kinetický receptor teda zaznamenáva uhlové zrýchlenie (rotáciu).

Orgán statickej rovnováhy (statický receptor) sa nachádza pod polkruhovými kanálikmi v tzv. predsieni (vestibulum). Tvorí ho väčší eliptický vačok (utriculus) a menšie guľovité vrecúško (sacculus). V mieste takzvanej škvrny (macula) sa nachádzajú zhluky vláskových zmyslových buniek prekryté membránou, do ktorej sú zaliate drobné kryštáliky uhličitanu vápenatého – otolity (statokónie). Pri zmene polohy hlavy (vzhľadom na gravitáciu) alebo pri lineárnych zrýchleniach zotrvačnosť a tiaž ťažkých otolitov ohne vlásky a podráždi zmyslové bunky. Utriculus je dráždený pri horizontálnom pohybe (napr. brzdenie auta), sacculus pri vertikálnom pohybe (napr. výťah).

Sluch link

Pre človeka má sluch veľmi veľký význam nielen na vnímanie zvukov a priestorovú orientáciu, ale najmä umožňuje dorozumievanie a styk s ostatnými ľuďmi. Rozvíja myšlienkový a citový život, poskytuje nám estetické zážitky (napr. počúvanie hudby, recitácie, divadelné hry a pod.).

Orgánom sluchu je ucho (auris). Je to funkčne zložený orgán, ktorý je prispôsobený na vnímanie dvoch zmyslov – sluchu a rovnováhy. Jeho základnými anatomickými časťami sú:

1. vonkajšie ucho – ušnica, vonkajší zvukovod, bubienok
2. stredné ucho – bubienková dutina, Eustachova trubica, sluchové kostičky
3. vnútorné ucho – slimák, kostený a blanitý labyrint

Vonkajšie ucho link

Ušnica (auricula) je tvorená elastickou chrupkou (iba lalôčik ušnice nemá chrupkovitú kostru) a jej funkciou je zachytávať a smerovať akustické vlny do zvukovodu. Veľkosť a tvar ušnice nemajú u človeka výrazný vplyv na samotný sluch (rudimentárne sú aj svaly, ktoré ňou hýbu). Vonkajší zvukovod (meatus acusticus externus) je trubica dlhá asi 3 cm. Jeho výstelka obsahuje chĺpky a špecializované mazové žľazy, ktoré produkujú hnedastý ušný maz (cerumen). Spolu chránia hlbšie časti ucha pred nečistotami a patogénmi, pričom maz svojím zložením inhibuje ďalšie množenie mikroorganizmov.

Zvukovod je na konci uzatvorený bubienkom (membrana tympani). Je to pružná väzivová blanka s priemerom asi 1 cm a hrúbkou 0,1 mm, tvoriaca hranicu medzi vonkajším a stredným uchom. Zvuková vlna ho rozochveje a kmitanie sa odovzdáva do stredného ucha.

Stredné ucho link

Nachádza sa v dutine skalnej časti spánkovej kosti. Súčasťou stredného ucha je Eustachova trubica (tuba auditiva), ktorá spája vzduchom vyplnenú bubienkovú dutinu s nosohltanom. Jej funkciou je pri prehĺtaní vyrovnávať tlak v strednom uchu s tlakom atmosférického vzduchu (čím chráni bubienok) a pomáha čistiť stredoušnú dutinu. Prostredníctvom nej sa však často do stredného ucha (najmä u detí) šíria infekcie z dýchacích ciest.

Zvuk sa v strednom uchu interpretuje ako chvenie bubienka, ktoré ďalej postupuje prostredníctvom 3 kĺbovo spojených sluchových kostičiek:

1. kladivko (malleus) – opiera sa o vnútornú plochu bubienka
2. nákovka (incus)
3. strmienok (stapes)

Reťaz týchto kostičiek prenáša zvuk od bubienka do vnútorného ucha, pričom platnička strmienka zapadá do oválneho okienka.

Vnútorné ucho link

Tvorí ho kostený labyrint vyplnený tekutinou perilymfou, v ktorom je uložený blanitý labyrint vyplnený hustejšou endolymfou. Pre sluch je najdôležitejšou časťou slimák (cochlea) – špirálovite stočená trubička.

Kmitanie strmienka sa prenáša na oválne okienko, čím rozkmitá perilymfu. Keďže sú tekutiny nestlačiteľné, kmity perilymfy sa na druhom konci musia vyrovnať vyklenutím tzv. okrúhleho okienka späť do bubienkovej dutiny.

Vlnenie perilymfy následne rozkmitá endolymfu, ktorá rozochveje bazálnu membránu slimáka. To, aký úsek membrány sa rozkmitá, závisí od výšky tónu (v blízkosti oválneho okienka je membrána úzka a pevná pre detekciu vysokých tónov, kým smerom k špičke slimáka je širšia a pružná pre detekciu hlbokých tónov).

Samotnými receptormi sluchu sú vláskové bunky (mechanoreceptory), ktoré sú súčasťou Cortiho orgánu ležiaceho na bazálnej membráne. Chvenie spôsobí, že tieto zmyslové bunky narazia svojimi vláskami (stereocíliami) na hornú kryciu membránu (tektum), čím v nich vzniká akčný potenciál. Tento nervový signál je vedený polohovosluchovým nervom (VIII. hlavový nerv) cez thalamus do mozgu. Sluchové pocity a vnemy vznikajú v kôrovom analyzátore v spánkovom laloku mozgovej kôry.

Podnetom pre sluch sú zvukové vlny, t. j. pozdĺžne kmitanie molekúl vzduchu, zachytávané ako tlakové vlny. Sluchom sme schopní rozoznať zvuky a tóny, ich intenzitu, výšku, zafarbenie a priestorový smer odkiaľ prichádzajú. Človek rozlišuje tóny s frekvenciou 16 až 20 000 Hz. Maximálna citlivosť sluchu je pre tóny 1000–3000 Hz, čo zodpovedá frekvencii bežného ľudského hlasu.

Zrak link

Zrak je u človeka jedným z najdôležitejších receptorov. Zrakom vnímame svetlo, jeho intenzitu a farbu. Svetlo vychádza zo zdroja, alebo sa odráža od predmetov (sekundárne zdroje), takže môžeme rozoznávať tvar, veľkosť, farbu, priestorové usporiadanie, vzdialenosť a pohyb týchto zdrojov. Zrak nám umožňuje bohatý myšlienkový rozvoj, vzdelávanie, pozorovanie krásnych vecí, je nepostrádateľný pre väčšinu ľudských činností.

Podnetom pre zrakový receptor je svetelné (elektromagnetické) vlnenie v rozsahu vlnových dĺžok 400–700 nm. Svetelné lúče prechádzajú najprv zložitou optickou sústavou zrakového orgánu – oka.

Stena očnej gule sa skladá z 3 vrstiev:

1. vonkajší väzivový obal – bielko, rohovka
2. stredný cievnatý obal – cievovka, vráskovec, dúhovka
3. vnútorná vrstva – sietnica

Bielko (sclera) je nepriehľadná tuhá väzivová membrána, ktorá udržiava tvar očnej gule. Tvorí asi 4/5 povrchu oka. Upínajú sa sem okohybné svaly. V zadnej časti prestupuje bielkom zrakový nerv. V prednej časti prechádza do priehľadnej rohovky (cornea), ktorá tvorí zvyšnú 1/5 povrchu očnej gule. Rohovka je bohato inervovaná a pri podráždení vyvoláva žmurknutie – rohovkový reflex. Má väčší polomer zakrivenia ako bielko. Rohovka je zvlažovaná vrstvou sĺz, ktoré produkujú slzné žľazy.

Strednú vrstvu oka tvorí cievovka (chorioidea), ktorá je bohato prekrvená a obsahuje pigmentové bunky. Pigment zabraňuje spätnému odrazu svetelných lúčov. Vráskovec (corpus ciliare) je zhrubnutá cievovka, ktorá obsahuje lúčovito usporiadaný hladký akomodačný sval (musculus ciliaris) s početnými výbežkami (corona ciliaris). Množstvo svetla vstupujúceho do oka kontroluje pigmentovaná dúhovka (iris) zväčšením alebo zmenšením otvoru v jej strede – zrenica (pupila), pôsobí tak ako clona. Na svetle sa zužuje a v šere sa rozširuje. Všetky tieto deje prebiehajú reflexne.

Vlastné svetlocitlivé bunky sa nachádzajú na zadnej ploche očnej gule – sietnica (retina). Tyčinky, ktoré sú citlivejšie na svetlo, sprostredkúvajú len čiernobiele videnie a sú nepostrádateľné pri videní za šera. Čapíky reagujú na vyššiu intenzitu svetla (cez deň) a sú nevyhnutné pre farebné videnie. Miestom najostrejšieho videnia je ústredná jamka sietnice – žltá škvrna (macula lutea), v ktorej sú husto nahromadené len čapíky. Mediálne od nej je tzv. slepá škvrna (fovea caeca), čo je miesto, kde vstupuje do oka zrakový nerv (a s ním cievy) a kde nie sú žiadne svetlocitlivé bunky. Zrakové informácie vedú zrakové nervy do záhlavného laloka mozgovej kôry.

Vnútorný priestor oka vypĺňa sklovec (corpus vitreum), ktorý má rôsolovitú konzistenciu a podmieňuje guľatý tvar oka vytváraním vnútroočného tlaku. Medzi sklovcom a zrenicou sa nachádza šošovka (lens crystallina). Je to nebunková a bezcievna štruktúra s priemerom asi 9 mm a hrúbkou 3,7 mm. Šošovka je zásadnou súčasťou optického aparátu oka, ktorej funkcia je lom svetla a jeho zbiehanie na sietnicu, kde sa premieta ostrý, zmenšený a prevrátený obraz pozorovaného predmetu. Oko sa prispôsobuje videniu na rôznu vzdialenosť. Pri pohľade do blízka (bližšie ako 5cm) sa šošovka pružne vyklenie (stiahnutím svalu vráskovcového telesa sa uvoľní jej závesný aparát), a tým sa zvýši jej lomivosť – akomodácia šošovky. V starobe pružnosť šošovky klesá, čím sa schopnosť akomodácie nablízko zmenšuje.

Sliznica medzi rohovkou a vnútornou stranou viečok sa nazýva očná spojivka (tunica conjuctiva). Zabezpečuje hladký pohyb oka, je bohato prekrvená, nachádzajú sa tu imunokompetentné bunky a má aj sekrečnú funkciu. Pri mechanickom podráždení alebo vplyvom bakteriálnej infekcie sa môže zapáliť (zápal očnej spojivky – konjuktivitída). K vedľajším orgánom oka patria mihalnice (palpebrae) tvorené z vnútornej strany sliznicou a z vonkajšej strany kožou. Na okrajoch mihalnice sú usporiadané riasy (cilia).

Poruchy zraku (Refrakčné chyby oka) link

Oko môže mať poruchy optického aparátu (najmä poruchy zaostrovania a akomodácie), tzv. refrakčné chyby. V súčasnosti sú tieto chyby pomerne ľahko riešiteľné nosením okuliarov alebo umelých šošoviek.

• krátkozrakosť (myopia) – pri predĺžení predozadnej osi oka (alebo ak má šošovka ohniskovú vzdialenosť pred sietnicou) vzniká obraz pred sietnicou. Človek tak vidí blízke predmety ostro, ale vzdialené rozmazane. Chyba sa koriguje šošovkami – rozptylkami
• ďalekozrakosť (hypermetropia) – očná os je v tomto prípade skrátená (alebo má šošovka ohniskovú vzdialenosť až za sietnicou), takže obraz sa formuje až za sietnicou. Človek vidí blízke predmety rozmazane. Koriguje sa šošovkami – spojkami
• starecká ďalekozrakosť (presbyopia) – ide o špecifický stav, pri ktorom vekom (zhruba po 40. roku života) šošovka stráca svoju pružnosť a tým aj schopnosť akomodovať (meniť tvar). Vzdialenosť blízkeho bodu, ktorý ešte oko vidí ostro, sa tak posúva z detských 8 cm až na 80 cm v starobe
• astigmatizmus – prejavuje sa nejasným a rozostreným videním. Je spôsobený nerovnomerným zakrivením rohovky, prípadne aj samotnej šošovky. Výsledkom je, že oko neprenáša obraz predmetu rovnomerne, ale prenášané svetlo sa premietne na sietnici v dvoch bodoch namiesto jedného

Vnútorné receptory (Interoreceptory) link

Interoreceptory sú citlivé na podnety vznikajúce priamo vo vnútri tela a sú nevyhnutné na udržanie stálosti vnútorného prostredia (homeostázy). Pôsobia na ne tlakové, ťahové, tepelné a chemické podnety. Na základe adekvátneho podnetu ich rozdeľujeme na niekoľko špecializovaných typov:

• baroreceptory – vnímajú zmeny tlaku v stenách krvných ciev (napr. v krčniciach) a v niektorých častiach močovej či rozmnožovacej sústavy. Sú nepostrádateľné pri reflexnom riadení krvného tlaku a činnosti srdca
• chemoreceptory – sú špecializované na vnímanie zmeny koncentrácie konkrétnych chemických látok rozpustných vo vode alebo tukoch. Okrem chuti a čuchu sem patria aj všeobecné chemoreceptory nachádzajúce sa napríklad v aorte či v krčných tepnách, kde neustále monitorujú pH krvi, ako aj parciálny tlak (obsah) kyslíka (pO₂) a oxidu uhličitého (pCO₂)
• visceroreceptory (útrobné receptory) – sú uložené v stenách dutých orgánov, napríklad v močovom mechúre alebo tráviacom trakte. Snímajú ťah a napätie hladkej svaloviny a sú súčasťou dôležitých evakuačných reflexov, ako je močenie alebo vyprázdňovanie stolice
• osmoreceptory – špeciálna podskupina receptorov (napr. v hypotalame), ktoré reagujú na osmotické zmeny (hustotu) krvnej plazmy a regulujú tak vodnú bilanciu

Pre riadenie všetkých týchto vnútorných funkcií sú samozrejme nevyhnutné a integrujúce aj informácie z vonkajšieho prostredia.