Біологія - Навчальный посібник - В. О. Мотузний 2009

Частина ІV. Біологія людини
15. Сенсорні системи

Значення зв’язку організму із зовнішнім середовищем. Будь-який організм може існувати в природі за умови, що він отримує своєчасно об’єктивну інформацію про її стан. Отже, система органів, яка забезпечує надходження інформації до організму, є однією із найважливіших серед тих, що забезпечують нормальне існування організму, його здатність орієнтуватися у просторі й часі. Нездатність організму сприймати зміни в навколишньому середовищі позбавляють його орієнтації й можливості адекватно реагувати на ці зміни. Такі організми позбавлені перспективи вижити в змінюваних умовах. Цю можливість забезпечують сенсорні системи, діяльність яких починається із сприйняття рецепторами зовнішніх стосовно мозку подразників, трансформації їхньої енергії в нервові імпульси, передачі її в мозок через кілька рівнів нейронних ланцюгів і завершується аналізом цієї інформації та створенням певного відчуття чи образу з подальшим їх розпізнаванням.

Подразники та їх природа. Будь-який чинник середовища, який так чи інакше може діяти на організм, викликаючи в ньому певні зміни, можна розглядати як подразник. Розрізняють такі подразники зовнішнього середовища: 1) хімічні (солі, кислоти, луги); 2) фізичні (механічні, температурні, електричні); 3) фізико-хімічні (зміни осмотичного тиску, колоїдного стану цитоплазми тощо).

У процесі еволюції в організмах формувалися системи, якими вони сприймали дію подразників, і у зв’язку з цим виникли рецептори, що відповідають лише на певний подразник. Таким чином відбулася диференціація сприймальних «апаратів» щодо окремих форм чинників. За біологічним значенням усі подразники поділяються на адекватні й неадекватні. На адекватні подразники організм реагує за дуже малої енергії подразнення, сприймаючи їх дію спеціалізованими структурами, в яких є відповідні рецептори на той чи інший подразник.

Неадекватними є подразники, для сприймання яких немає спеціалізованих органів чуття, тому організм може сприймати їх лише за значної сили подразнення, і вони здебільшого спричинюють відчуття болю.

Мінімальну силу подразника, яка викликає реакцію, називають нижнім порогом подразливості. Сила подразника, перевищення якої може викликати загибель живої істоти, називається верхнім порогом подразливості. Рівень подразливості адекватних подразників дуже низький.

Рецептори, органи чуття та їх значення для нормального функціонування організму людини. Рецептори — це чутливі нервові закінчення аналізаторів, що сприймають подразнення, трансформують його енергію в енергію нервового імпульсу, кодують імпульси в потоки, що передаються ЦНС. За допомогою рецепторів організм отримує необхідну для його життєдіяльності інформацію про зміни в зовнішньому (екстерорецептори) і внутрішньому (інтерорецептори та пропріорецептори) середовищі. За характером подразнень, що сприймаються рецепторами, розрізняють механо-, хемо-, осмо-, термо-, фоно- й фоторецептори. Рецептори кожної групи високочутливі тільки до певних подразнень, наприклад, фонорецептори — до звукових, фоторецептори — до світлових. Рецептори є основою органів чуття. Рецептори, які відіграють досить значну роль у процесах життєдіяльності організму, поєднані в органи чуття, які мають якнайкраще забезпечити сприйняття рецептором дії подразника.

Рецептори — структури глікокаліксу (поверхневого апарату клітини), які здатні реагувати на деякі речовини, наприклад на медіатори.

Сенсорні системи (аналізатори) та їх структура. Сприйняття як складний системний процес приймання та обробки інформації відбувається на основі функціонування спеціальних сенсорних (за І. П. Павловим, аналізаторних) систем. Ці системи здійснюють перетворення дії подразників на нервові сигнали та передавання їх у центри головного мозку. На різних рівнях головного мозку сигнали перетворюються. Перетворення сенсорних сигналів у вищих відділах ЦНС закінчується відчуттям, розпізнаванням образів.

Отже, сенсорна система, або аналізатор, — це сукупність нервових елементів різних рівнів нервової системи, які сприймають подразнення, трансформують енергію подразнення в енергію збудження, кодують інформацію, передають її в підкірну та проекційні зони (кора кінцевого мозку), де відбуваються їх аналіз та формування відчуття.

У складі кожного аналізатора є рецептори, які можуть бути включені в органи чуття. Відтак органи чуття — це рецептори й допоміжні елементи, які забезпечують найраціональнішу, найдосконалішу роботу рецепторів. Це периферична ланка аналізатора.

Периферичну ланку аналізатора (рецептори) з центральною ланкою (сенсорна зона кори, первинна і вторинна) зв’язує проміжна ланка — чутливі нерви та нервові тракти. На своєму шляху проміжна ланка дає багато бічних гілок (колатералеії) до різноманітних структур нервової системи для різнобічного оцінювання інформації, яка надходить від рецепторів.

У будь-якому аналізаторі є три складових частини — периферична, провідникова й центральна, які діють як єдине ціле. При порушенні функції хоча б однієї з них припиняється діяльність відповідного аналізатора.

У людини є зоровий, слуховий, вестибулярний, м’язовий, смаковий, нюховий, вісцеральний, тактильний, больовий, мовносдуховий, мовноруховий аналізатори. Периферичний відділ вісцерального аналізатора представлений численними рецепторами, які містяться у внутрішніх органах, серозних і слизових оболонках, стінках кровоносних та лімфатичних судин і дістали назву інтеро-, або вісцерорецептори. Основна функціональна роль інтерорецепторів полягає у забезпеченні надходження до центральної нервової системи інформації про зміни внутрішнього стану організму, а також у встановленні ланцюга зворотного зв’язку, який передає інформацію про перебіг регуляторних процесів.

Учення І. П. Павлова про апалізатори. Аналізатори І. П. Павлов визначив як сукупність нейронів, що беруть участь у сприйнятті подразнень, проведенні збудження, а також в аналізі його властивостей клітинами кори великого мозку. Аналізатор І. П. Павлов вперше розглядав як єдину систему, що включає рецепторний апарат (периферичний відділ аналізатора), аферентні нейрони, провідні шляхи (провідниковий відділ) та ділянки кори великих півкуль, які сприймають аферентні сигнали (центральний кінець аналізатора). Досліди з видаленням ділянок кори та дослідженням виникаючих при цьому порушень умовнорефлекторних реакцій дали І. П. Павлову підстави для висновку про наявність у корковому відділі аналізатора первинних проекційних зон (ядерних зон) і так званих розсіяних елементів, що аналізують інформацію, яка надійшла, поза ядерною зоною кори великого мозку. Ще до появи сучасних аналітичних (зокрема електрофізіологічних) методів дослідження І. П. Павлов зробив доступним для об’єктивного експериментального аналізу просторово-часову взаємодію нервових процесів на вищих, коркових, рівнях аналізаторних систем.

Зоровий аналізатор. Будова і функції органів зору. Зір — це біологічний процес, який забезпечує сприйняття форми, розмірів, кольорів предметів, що оточують нас, орієнтування серед них. Він можливий завдяки функції зорової сенсорної системи (зорового аналізатора), до складу якої входить сприймальний апарат — око.

З усіх сенсорних систем людини найбільше навантаження має саме зорова. За підрахунками вчених, завдяки зору людина отримує близько 90 % усієї інформації про зовнішній світ. Зір дає змогу сприймати різноманітні предмети, їх колір, форми, розміри, відстані до них, взаємне розміщення у просторі, рухи живих і неживих тіл. За допомогою зору ми сприймаємо й розрізняємо графічні сигнали (літери, цифри, малюнки тощо). Практично всі види трудової діяльності здійснюються за участю зору. У людини зір бінокулярний, або стереоскопічний: бачення обома очима забезпечує чітке об’ємне сприйняття предмета та його місце в просторі.

До зорової сенсорної системи належать: око, зоровий нерв, підкіркові ділянки зорової сенсорної системи та зорова зона кори півкуль головного мозку.

Око складається з очного яблука й допоміжного апарату, які розміщені в очній ямці — заглибленні кісток передньої частини черепа. Очне яблуко має кулясту форму діаметром близько 2 см і складається з трьох оболонок: зовнішньої — волокнистої, середньої — судинної та внутрішньої — сітчастої (мал. 4.60).


Мал. 4.60. Будова ока:

a — вертикальний розріз: б — фрагмент сітківки; в — світлочутливі клітини; 1 — війковий м’яз; 2 — райдужна оболонка; 3 — передня камера ока; 4, 5 — оптична вісь; 6 — зіниця; 7 — рогівка; 8 — зв'язка капсули кришталика; 9 — кон’юнктива; 10 — кришталик; 11 — склисте тіло; 12 — білкова оболонка; 13 — судинна оболонка; 14 —сітківка; 15 — жовта пляма; 16 — місце виходу зорового нерва (17); 18 — паличка; 19 — колбочка; 20 — пігментний шар; 21 — нервові клітини; 22 — ядро

Зовнішня волокниста оболонка в задній частині очного яблука утворює білкову оболонку, або склеру, а спереду переходить у проникну для світла рогівку. Середня оболонка називається судинною через те, що в ній багато судин, і розміщена під склерою. Ця оболонка складається із власне судинної оболонки, війкового тіла та райдуж-ки. Власне судинна оболонка вистеляє зсередини білкову оболонку, пухко зростаючись з нею, трохи не доходячи до її переднього краю.

Війкове тіло розміщене на межі білкової оболонки й рогівки і є потовщеною частиною власне судинної оболонки. В товщі війкового тіла закладений війковий м’яз із міоцитів, розміщених у меридіональному та циркулярному напрямках. Функція цього м’яза полягає в пристосуванні (акомодації) кривизни кришталика для бачення зблизька (м’яз натягує зв’язку, внаслідок чого розслабляється капсула кришталика і збільшується його випуклість) і вдалечінь (м’яз повертається у початкове положення, капсула кришталика натягується, випуклість його зменшується). У віці 45—50 років ця функція (акомодація) поступово втрачається.

Райдужна є продовженням війкового тіла і має вигляд тонкої пластинки, яку видно крізь рогівку. Завдяки пігментним речовинам вона має те чи інше забарвлення. В центрі райдужки міститься зіниця — круглий отвір, розмір якого може змінюватись залежно від інтенсивності освітлення внаслідок скорочення радіальних (розширення зіниці) чи колових (звуження зіниці) м’язових волокон. Якщо в око потрапляє великий пучок світла, зіниця рефлекторно звужується, а в темряві розширюється. Отже, райдужка виконує роль діафрагми, яка регулює кількість світла, що надходить до світлосприймального апарату, й захищає його від руйнування, забезпечуючи звикання органа зору до інтенсивності світла й темряви (світлова й темнова адаптація ока).

Судинна оболонка утворює рідину — водянисту вологу камер ока.

Внутрішня оболонка — сітківка прилягає ззаду до середньої (судинної) оболонки і складається з кількох шарів клітин. Зовнішній шар, що прилягає до склистого тіла, складається з пігментних клітин, які містять фусцин, що поглинає надлишок ультрафіолетових променів. Під ним — другий, рецепторний шар з колбочкоподібних і паличкоподібних зорових клітин (колбочок і паличок). Під цим шаром — третій шар біполярних клітин, і, нарешті, до судинної оболонки прилягає четвертий, гангліозний, шар, що складається з волокон зорового нерва. У місці, де зоровий нерв виходить із сітківки, немає фоторецепторів, тому воно не сприймає світла і називається сліпою плямою. Збоку від нього розміщена жовта пляма. Тут містяться переважно колбочки, які забезпечують найбільшу гостроту зору. Навколо жовтої плями є і колбочки, і палички, а ще далі на периферії — лише палички.

Порожнину очного яблука займає склисте тіло, клітини якого заповнені розчином білка кристаліну.

Палички містять зоровий пігмент — родопсин, колбочки — йо-допсин. Палички є рецепторами присмеркового зору, вони збуджуються під впливом слабкого світла, але при цьому людина не розрізняє кольорів і бачить нечітко. Колбочки — рецептори денного зору. Вони пристосовані до сприймання яскравого світла й різних кольорів. Кольоровий зір пояснюється тим, що в сітківці є три види колбочок: одні збуджуються червоним світлом, другі — зеленим, треті — синім. Відчуття всіх інших кольорів виникає внаслідок збудження цих колбочок у різних співвідношеннях.

Крім очного яблука до органа зору належить і допоміжний апарат. Він складається з повік, шести м’язів, що рухають око. Внутрішню поверхню повік вкриває оболонка — кон’юнктива, яка частково переходить на очне яблуко. До допоміжних органів ока належить і сльозовий апарат.Він складається із сльозової залози (розміщена в ямці лобової кістки), сльозових канальців, мішка й носо-сльозової протоки. Сльозова залоза виділяє секрет — сльози, в якому міститься лізоцим, що згубно діє на мікроорганізми. Її протоки відкриваються у зовнішній кут ока. Зволоживши поверхню очного яблука, сльози відтікають до внутрішнього кута ока (до носа). Тут вони збираються й через сльозовий каналець потрапляють у сльозовий мішок, що також розміщений у внутрішньому куті ока. Із мішка через нососльозову протоку сльози стікають у порожнину носа, під нижню раковину (тому іноді можна помітити, як під час плачу сльози течуть з носа). Брови перешкоджають потраплянню на очне яблуко поту, що стікає з лоба, а вії — пилу з повітря.

Сприйняття світла, кольору, відстані. Спочатку світло проходить крізь рогівку, рідину, що міститься між нею і райдужною оболонкою, зіницю, кришталик (у вигляді двоопуклої лінзи), склисте тіло (прозоре середовище густої консистенції) і, нарешті, потрапляє на сітківку. Якщо промені світла, що пройшли крізь оптичні середовища ока, фокусуються не на сітківці, це свідчить про аномалії зору: якщо спереду від неї — короткозорість, якщо позаду — далекозорість. Для корекції короткозорості використовують двоввігнуті, а далекозорості — двоопуклі стекла окулярів. Гострота зору — це мінімальний кут, під яким око сприймає дві точки. Повну гостроту зору забезпечує кут = 1'.

Зображення на сітківці дійсне, зменшене й перевернуте. У зорових центрах кори півкуль формується зображення таким, яким воно є насправді. Коли світло потрапляє на фоторецептори (колбочки й палички), в них виникають складні процеси, які зумовлюють нервове збудження. Воно надходить по зоровому нерву до підкіркових (чотиригорбкове тіло, зоровий горб тощо) центрів зору. Потім спрямовується в кору потиличних часток мозку, де сприймається у вигляді зорового відчуття.

У деяких людей колірний зір порушений. Розлад колірного зору, або колірну сліпоту, називають дальтонізмом (від прізвища англійського вченого Дж. Дальтона, який 1794 р. вперше описав цю спадкову ваду зору). Розрізняють кілька форм дальтонізму. Найчастіше порушується сприймання червоного й зеленого кольорів. Розлади колірного зору учені пояснюють відсутністю певних колбочок у сітківці ока. Дальтонізм спостерігається у 0,5 % жінок і 5 % чоловіків. Люди, які страждають на розлади колірного зору, не можуть працювати, наприклад, на транспорті, в авіації. Дальтонізм не лікується.

Розгляд предметів обома очима називають бінокулярним зором. Коли людина дивиться на якийсь предмет обома очима, то в неї не виникає сприйняття двох однакових предметів. Це пов’язано з тим, що зображення усіх предметів за бінокулярного зору падають на відповідні (компарантні) ділянки сітківки і в уявленні людини зливаються в одне. Якщо злегка натиснути збоку на одне око, то в очах починає «двоїтися», оскільки при цьому зображення предмета потрапляють на неідентичні ділянки сітківки.

Бінокулярний зір має велике значення у визначенні відстані до предмета, його форми. Визначення розміру предмета пов’язане з розміром його зображення на сітківці й відстанню предмета до ока.

Акомодація ока. Якщо, не напружуючи ока, розглядати предмет, віддалений не більш як на 6 м, то зображення його буде розмитим, оскільки заломлювальна сила ока виявляється недостатньою для того, щоб сфокусувати зображення на сітківці (мал. 4.61). Для фокусування близько розміщених предметів на сітківці існує акомодаційний рефлекс, під впливом якого заломлювальна сила ока може збільшуватися на 14 діоптрій. У нормі фокусна відстань людського ока становить 17 мм, а заломлювальна сила — 59 діоптрій. При акомодації заломлювальна сила ока змінюється в результаті зміни кривизни кришталика.

Мал. 4.61. Акомодація.

Якщо, не напружуючи око, дивитися на близько розміщений предмет, то його зображення буде проектуватися позаду сітківки (а). В результаті акомодації заломлювальна сила ока збільшується і чітке зображення формується в ділянці сітківки (б)

Гігієна зору, запобігання його порушенням. Орган зору слід оберігати від потрапляння сторонніх тіл, пошкоджень. Під час роботи, за якої утворюються часточки, уламки матеріалів, стружка, потрібно використовувати захисні окуляри. Протирати очі в разі потреби бажано лише чистими серветками.

Інтенсивність освітлення робочого місця має відповідати характеру виконуваної роботи: чим точніші рухи виконуються, тим інтенсивнішим має бути освітлення. Воно має бути саме таким, що потребує найменшого напруження зору та сприяє ефективній роботі. Для цього розроблено нормативи освітлення залежно від призначення приміщення та виду діяльності.

Кількість світла визначають за допомогою спеціального приладу — люксметра. Оптимальною вважається освітленість робочого місця, що становить 600 лк. У домашніх умовах джерело світла розміщують зліва на відстані 50—60 см від робочої поверхні. Використовують світильник потужністю не вище 75—100 Вт.

Слід пам’ятати, що яскраве світло спричинює погіршення гостроти зору. Тому не слід дивитись у бік джерел яскравого світла, як штучних, так і природних, без світлозахисних окулярів.

Для запобігання погіршенню зору через високі навантаження відстань від очей до предмета читання, писання або дрібних предметів, з якими працюють, має становити 30—35 см. Предмети слід розміщувати зручно для очей. Тривалість перегляду телепередач, роботи з комп’ютером має бути регламентованою й відповідати гігієнічним нормам. При цьому робоче приміщення має бути освітлене.

У разі погіршення зору слід, не зволікаючи, звернутися до лікаря-офтальмолога й виконувати його рекомендації, аби уникнути розвитку хвороби. Здоровий спосіб життя, зокрема, правильне чергування режиму праці й відпочинку, харчування, відмова від шкідливих звичок, значною мірою сприяють збереженню зору та здоров’я взагалі. Гігієнічні вимоги до збереження зору настільки широкі й різноманітні, що наведеними вище обмежуватися не варто. Вони можуть змінюватися залежно від виду діяльності, їх слід з’ясовувати в лікаря й дотримуватись.

Аналізатор слуху. Сприйняття звуків. Слух — вид чутливості, який забезпечує сприйняття звукових коливань. Його значення неоціненне в психічному розвитку повноцінної особистості. Завдяки слуху людина пізнає звукову частину навколишнього середовища, звуки природи. Без звуку неможливі звукові, мовні спілкування між людьми, людиною і тваринами, людиною і природою, без слуху люди не змогли б створити музичні твори.

Гострота слуху в різних людей неоднакова. В одних вона знижена або нормальна, в інших підвищена. Є люди з абсолютним слухом. Вони здатні визначати на слух висоту заданого тону. Музичний слух дає змогу точно визначати інтервали між звуками різної висоти, пізнавати мелодії. Особи з музичним слухом мають відчуття ритму, вміють точно повторити заданий тон, музичну фразу.

Користуючись слухом, люди спроможні визначати напрям звуку й за ним — його джерело. Ця властивість дає змогу орієнтуватися в просторі на місцевості, розрізняти, хто саме говорить серед кількох присутніх. Слух разом з іншими видами чутливості (зором) попереджає про небезпеку, що може виникнути під час праці, перебування на вулиці, на природі.

Людина сприймає звуки з частотою коливань від 16 до 20 тис. за секунду. З віком сприйняття високих частот знижується. Знижується і сприймання звуку в разі дії звуків значної сили, високих і особливо низьких частот.

Орган слуху (мал. 4.62) частково розміщений у товщі скроневої кістки черепа і складається з трьох основних відділів: зовнішнього, середнього і внутрішнього вуха. Перші два призначені для проведення звуків, третій містить звукосприймальний апарат та апарат рівноваги.


Мал. 4.62. Будова вуха:

a — вертикальний розріз; б — слухові кісточки; в, г, д, е — завитка та її елементи; 1 — слуховий хід; 2 — молоточок; 3 — коваделко; 4 — стремінце; 5 — завитка; 6 — барабанна перетинка; 7 — порожнина середнього вуха; 8 — слухова (свстахісва) труба; 10 — волокна слухового нерва; 11 — чутливі клітини (рецептори); 12 — канал завитки; 13 — підтримувальні клітини; 14 — основна мембрана; 15 — покривна пластинка (мембрана); 16 — волоскові клітини з чутливими волосками (9)

Зовнішнє вухо — це вушна раковина і зовнішній слуховий хід. Вушна раковина вловлює і спрямовує звукові хвилі в слуховий хід, однак у людини вона майже втратила своє основне значення. Зовнішній слуховий хід проводить звуки до барабанної перетинки. В його стінках є волосся, сальні залози та церумінозні клітини, які виділяють вушну сірку.

На межі між зовнішнім і середнім вухом розміщена барабанна перетинка. Це округла за формою пластинка розміром 9x11 мм. Вона сприймає звукові коливання. Середнє вухо розміщене між зовнішнім слуховим ходом і внутрішнім вухом. Воно складається з барабанної порожнини, яка через євстахієву трубу з’єднується з носоглоткою. Барабанна порожнина об’ємом близько 1 см3 має три слухові кісточки, що з’єднані між собою: молоточок, коваделко, стремінце. Ці кісточки передають звукові коливання з барабанної перетинки до овального вікна внутрішнього вуха, зменшуючи амплітуду та збільшуючи силу звуку.

Внутрішнє вухо, що складається з перетинчастого й кісткового лабіринтів, являє собою систему порожнин і каналів, заповнених рідиною — ендолімфою та перилімфою. Функцію слуху виконує завитка, спірально закручена у 2,5 оберта. Решта частин внутрішнього вуха забезпечує збереження рівноваги тіла в просторі.

Звукові коливання від барабанної перетинки за допомогою слухових кісточок передаються через овальне вікно рідині. Поблизу овального вікна, яке закрите основою стремінця, розміщене кругле вікно, закрите еластичною мембраною. Саме завдяки такій будові рідина в каналах може коливатись. Вібруючи, рідина подразнює рецептори, розміщені в спіральному (кортієвому) органі завитки.

Кортіїв орган — це рецепторний звукосприймальний апарат, що міститься в завитковій протоці завитки на внутрішній поверхні базальної мембрани. Рецептори мають видовжену форму. Один кінець їх зафіксований на базальній мембрані, а протилежний містить 30—120 волосків різної довжини. Ці волоски коливаються разом з коливанням рідини в каналі й торкаються мембрани, що звисає над ними. В результаті в них виникає збудження, яке передається по волокнах слухового нерва, що відходить від рецепторів. Виникає мікрофонний ефект, за якого механічна енергія коливання ендолімфи перетворюється на електричну енергію нервового збудження. Характер збудження залежить від властивостей звукових хвиль. Високі тони вловлюються у вузькій частині завитки, низькі — реєструються на широкій частині базальної мембрани у верхівці завитки.

Від рецепторів збудження надходить по слуховому нерву в підкіркові, кіркові (у скроневій частці) центри слуху. Уся система — елементи, що вловлюють і передають звукові хвилі, зовнішнє, середнє й внутрішнє вухо, рецептори, нервові волокна, центри слуху в головному мозку — становить слухову сенсорну систему, або слуховий аналізатор.

Гігієна слуху та запобігання його порушенням. Щоб зберегти слух, слід захищати орган слуху від шкідливих фізичних, хімічних чинників та інфекцій. Під фізичними чинниками розуміють такі, що можуть спричинювати травми окремих частин вуха: постійний шум, звукові коливання надвисоких і наднизьких частот, механічне очищення слухового ходу від сірки.

З ультра- та інфразвуками людина стикається тільки в умовах виробництва. Для запобігання шкідливому впливу їх на органи слуху слід дотримуватись правил техніки безпеки.

Шкідливо впливають на орган слуху постійні шуми в умовах великих міст, на підприємствах. Медико-санітарна служба проводить боротьбу з цими явищами, а інженерно-технічна думка спрямована на розроблення технології виробництва із зниженням рівня шуму. Гірша справа з регуляцією рівня звуку музичних апаратів любителями гучної музики. У таких осіб рівень сприйняття звуків знижується. Порекомендувати можна одне — привчити себе до помірної гучності.

Захворювання органа слуху внаслідок дії хімічних речовин бувають переважно при порушеннях техніки безпеки в поводженні з ними. Тому слід дотримуватись правил роботи з хімічними речовинами.

Пошкодженню органа слуху хвороботворними мікроорганізмами можна запобігти своєчасним оздоровленням носоглотки, з якої збудники проникають у середнє вухо через слухову трубу і спричинюють спочатку запалення, а в разі несвоєчасного лікування — зниження і навіть втрату слуху. Для збереження слуху неабияке значення мають профілактичні заходи: здоровий спосіб життя, дотримання режиму праці та відпочинку, фізична підготовка, розумне загартовування.

Органи рівноваги. Механізм відчуття положення тіла в просторі. Як уже зазначалося, внутрішнє вухо виконує подвійну роль: сприймає звуки (завитка з кортієвим органом) та регулює положення тіла в просторі, збереження рівноваги. Остання функція забезпечується присінковим (вестибулярним) апаратом, що є складовою частиною присінково-завиткового органа. У вестибулярному апараті є мішечок, маточка і три півколових канали, розширених біля основи (мал. 4.63). Канали, мішечок і маточка з’єднані між собою й заповнені ендолімфою. На внутрішній поверхні мішечка, маточки і розширень півколових каналів розміщені чутливі волоскові клітини (рецептори). Від них відходять нервові волокна до вестибулярних ядер довгастого мозку. Вже оброблена інформація надходить прямо або через ретикулярну формацію до мотонейронів спинного мозку й мозочка. Цей зв’язок зі спинним мозком зумовлює безумовно-рефлекторні (мимовільні) рухи м’язів шиї, тулуба, кінцівок, завдяки чому коригується положення голови, тулуба, що запобігає падінню. Частина сигналів від вестибулярних ядер надходить до гіпоталамуса, де вони призводять до виникнення кінетозів (закачування), та через таламус до кори півкуль головного мозку, де створюється свідоме відчуття положення тіла в просторі. Вважають, що кіркові центри контролю рівноваги й положення тіла в просторі розміщені в тім’яній і скроневій частках мозку. Завдяки кірковим центрам аналізатора можливий усвідомлений контроль рівноваги та положення тіла, забезпечується прямоходіння.

Кутове прискорення сприймається переважно рецепторами, розміщеними в півколових каналах. Вони збуджуються під тиском рідини каналів. Прямолінійні прискорення реєструються рецепторами мішечка і маточки присінка. Чутливі волоскові клітини занурені в желеподібну речовину — мембрану отолітів. Верхня частина цієї мембрани має вкраплені в неї кристалики кальцію гідрокарбонату — отоліти, або статоконії. Під впливом прямолінійних прискорень ці кристалики дією своєї маси змушують мембрану згинатися. При цьому відбувається деформація волосків, і в них виникає збудження, яке передається по відповідному нерву в центральну нервову систему.

Мал. 4.63. Отолітовий апарат (а) та місце його локалізації у внутрішньому вусі (б):

1 — отоліти (статоконії); 2 — мембрана отолітів; 3, 4 — волоскові клітини нейроепітелію; 5 — опорні клітини; 6 — нервові волокна; 7 — півколові протоки; 8 — маточка; 9 — мішечок; 10 — завиткова протока

Функцію вестибулярного апарату загалом можна уявити так. Рух рідини, що є у вестибулярному апараті, зумовлюється переміщенням тіла, трусінням, хитанням, що викликає збудження рецепторних клітин. Збудження передається по черепно-мозкових нервах у довгастий мозок, міст. Звідси вони йдуть у мозочок, а також у спинний мозок.

Люди із слабким вестибулярним апаратом, що виявляється в неможливості користуватися транспортом, мають виконувати спеціальні тренувальні вправи, які допомагають зменшити збудливість апарату рівноваги. Їх виконують на спеціальних кріслах, тренажерах. Найдоступніша для тренувань — гойдалка. Крім того, виконують спеціальні гімнастичні вправи: колові рухи голови, тіла, стрибки, перекидання. Зрозуміло, що такі тренування вестибулярного апарату потрібно здійснювати під контролем лікаря.

Органи дотику: будова, сприйняття ними відповідних подразнень, їх передача й аналіз. Поняття «соматовісцеральна сенсорна система» об’єднує соматичну (тактильну, температурну, больову, пропріоцептивну) та вісцеральну (інтероцептивну) сенсорні системи. Спільним для всіх цих систем є те, що рецептори, які забезпечують їх чутливість, не зібрані в окремі органи чуття, а розкидані поодинці по всій поверхні та всередині тіла.

Соматична сенсорна система зосереджена у покривах тіла, починаючи з мембрани одноклітинних організмів і закінчуючи шкірою вищих хребетних тварин. Шкіра або інший зовнішній покрив, що відокремлює тіло від навколишнього середовища, є в кожному організмі. Через цей зовнішній покрив та його похідні у тварин надходить інформація про фізичні властивості середовища, про впливи з боку інших живих істот тощо.

У хребетних є три види рецепторів, які реагують на різні види подразників. Найпримітивніша больова, або ноцицептивна, рецепція стимулів; друга — терморецепція й третя — механорецепція, або тактильна чутливість, тобто реагування на різні види механічних подразників (дотик, тиск, вібрація тощо).

Механорецепція. У шкірі й підшкірній сполучній тканині розміщені спеціалізовані нервові закінчення, чутливі до дотику, тиску, а також до механічних коливань у діапазоні 6—2000 Гц. У шкірі з волосяним покривом на 90 % усієї поверхні тіла основним типом рецепторів вважаються тактильні, які містяться уздовж дрібних судин чи обплітають волосяну сумку. Ці рецептори забезпечують високу чутливість до дотику. У решті шкірного покриву (10 %) — у дермі пальців рук і ніг, долонях, підошвах, губах, язику, статевих органах і сосках грудей є рецептори тиску й вібрації.

Нюхова сенсорна система. Нюх — процес сприйняття запахів речовин. Нюхові рецептори, що сприймають запахи речовин, розміщені в слизовій оболонці верхнього і частково середнього носових ходів. Рецепторні клітини мають короткі (15—20 мкм) периферичні й довгі центральні відростки. Тіла цих клітин розміщені в товщі слизової, поверхня якої досягає 240—500 мм2. Нюхові рецептори становлять орган хімічного чуття. В людини їх близько 40 млн, а в собак, наприклад, у багато разів більше (близько 225 млн). Цим пояснюється висока здатність собак вловлювати запахи.

Периферичні відростки клітин закінчуються кулястими потовщеннями, на верхівці яких є 10—12 загострених волосків, що складаються з 9 пар ниток. Нюхові волоски — це своєрідні антени, які активно взаємодіють з молекулами пахучих речовин.

Вважають, що молекули пахучих речовин осідають на поверхні слизової носових раковин і розчиняються в секреті залоз, які також розміщені в слизовій носа. Розчинені речовини подразнюють нюхові волоски й кулясті потовщення. Звідси імпульси по нюхових нервах, відростки яких проходять крізь мікроскопічні отвори решітчастої кістки черепа, досягають центрів нюху головного мозку, розміщених у проміжному мозку й корі. Там формується відчуття запаху. Саме нюховими нервами утворена перша пара черепно-мозкових нервів. Це свідчить про те, що ця сенсорна система є однією з найдавніших.

У разі втрати нюху людина не може відчувати запахів речовин у повітрі (а вони можуть виявитися не байдужими для здоров’я), розпізнавати зіпсовану їжу. Для працівників парфумерної, харчової промисловості, сфери харчування втрата нюху може стати причиною зміни професії.

Смакова сенсорна система. Смак — процес сприйняття смакових властивостей речовини, що потрапляє на рецептори язика й порожнини рота. Життєва роль смакових відчуттів, як і нюхових, менша, ніж зорових і слухових. Однак вони не втратили свого значення, оскільки сприяють визначенню якості споживаної їжі, поліпшенню апетиту.

Смак сприймається смаковими сосочками з цибулинами, що розміщені в слизовій язика. Смакових цибулин із смаковими клітинами в людини близько 2 тис. На одному з кінців клітин є 40—50 тонесеньких ворсинок. Очевидно, речовини їжі осідають на ворсинках смакових клітин і спричинюють їх подразнення. Збудження із смакових рецепторів цибулин передається через волокна язикового нерва в міст і довгастий мозок, а звідти — до зорових горбів і кори великого мозку. Так формується сприйняття у вигляді різних смакових відчуттів та здійснюється аналіз смакових якостей харчових речовин.

Чутливість рецепторів неоднакова по всій поверхні язика: найбільша чутливість до солодкого — на кінчику язика, до гіркого — на корені, до кислого — по боках, до солоного — на кінчику й боках.

Відчуття температури і болю. Терморецепція. Температурні рецептори шкіри відіграють важливу роль у процесах пристосування організму до перепадів температури зовнішнього середовища. Вони слугують переважно для виникнення локальних судинорухових реакцій у шкірі та сприймання температури середовища і створення температурного відчуття. Участь у регуляції температури тіла беруть лише холодові рецептори, які за тривалого й значного охолодження шкіри можуть через терморегуляторний центр посилювати процеси теплотворення в організмі.

В основі життя лежать біохімічні реакції, які дуже залежать від температури. Тому не дивно, що всі живі істоти для здійснення життєвого циклу вибирають середовище чи пору року з оптимальною для них температурою. Всі вони здатні сприймати температуру середовища, для чого багатоклітинні організми мають відповідні терморецептори, а в хребетних тварин є терморецептори по всій поверхні шкіри.

У ссавців терморецептори поділяють на холодові й теплові. Вони розподілені у шкірі неоднаково: холодові — у поверхневих шарах шкіри, тут їх значно більше, ніж теплових, розміщених глибше. Крім шкіри терморецептори є також у внутрішніх органах, де сприймають температуру «ядра» тіла.

Інформація від терморецепторів шкіри і внутрішніх органів про температуру поверхні тіла та його ядра надходить до гіпоталамуса, де міститься терморегуляторний центр, і до сомато-сенсорної зони кори півкуль головного мозку, де формуються температурні відчуття. Головну роль у формуванні команд на запуск реакцій теплотворення чи тепловіддачі відіграють гіпоталамічні нейрони, які сприймають температуру омиваючого їх ліквору. Через це їх називають центральними терморецепторами. Підтримання сталої температури тіла залежить від них у 8—10 разів більше, ніж від периферичних терморецепторів.

Больова рецепція. Біль — специфічне сенсорне відчуття. На відміну від усіх інших відчуттів, біль надає організму дуже бідну, але надзвичайно важливу інформацію, яка сигналізує про небезпеку пошкодження, руйнування й запускає ланцюг захисних реакцій, які є елементами програми «больової поведінки».

Біль відрізняється від інших відчуттів тим, що викликає неприємні негативні емоційні стани (роздратованість, переляк, жах, відчай) і через різні рівні ЦНС формує багатокомпонентні реакції організму.

Однією з особливостей болю порівняно з іншими сенсорними відчуттями є відсутність якісно специфічного подразника. Больовим може бути будь-який подразник, але обов’язково зі значною інтенсивністю. Крім того, в больовій сенсорній системі відсутня адаптація. За деякими винятками від больового відчуття людина страждає упродовж годин, днів, поки подразнювальний чинник не буде усунутий. За даними досліджень, у разі тривалої дії больового подразника поріг до нього не тільки не зростає, як має бути в разі адаптації, а навпаки, трохи знижується — відбувається сенситизація ділянки шкіри під впливом тривалої дії подразника.

За низкою ознак розрізняють кілька категорій болю. Зокрема, буває біль соматичний і вісцеральний. Якщо соматичний біль виникає в шкірі, його називають поверхневим, а якщо відчувається з глибини тіла (від м’язів, кісток, суглобів) — глибоким (головний біль). У літературі описано понад 20 видів головного болю, одним з яких є мігрень. Характерно, що цей біль зазвичай виникає тільки з одного боку голови, періодично повторюється, має чіткий початок і кінець, але причина його досі невідома.

Якщо вколоти шкіру голкою, тобто викликати поверхневий біль, то спочатку відчувається ранній біль — «спалах» відчуття болю, який легко локалізується, а після цього, особливо за сильних стимулів, — пізній з латентним періодом 0,5—1,0 с. Це тупий (ниючий) і тривалий біль, який важко локалізувати.

Вісцеральний біль, що відчувається з боку внутрішніх органів, також буває тупим або дифузним, він схожий на глибокий біль і свідчить про наявність больових рецепторів у внутрішніх органах. По суті це глибокий біль, який характеризується переважно тупим дифузним відчуттям, яке погано локалізується. Так, у серцевому м’язі при локальному порушенні кровотоку (ішемії серця) виникають больові відчуття, які людина сприймає як загруднинний біль або біль під лівою лопаткою. Це стенокардія (так звана грудна жаба). Гладкі м’язові стінки порожнистих внутрішніх органів при їх сильному розтягу також спричинюють сильний вісцеральний біль, розлитий по всій черевній порожнині.

Центри болю. Нейрохірурги під час операцій на головному мозку, які роблять тільки під місцевим знеболюванням, давно встановили, що електричне чи механічне подразнення різних ділянок кори великих півкуль спричинює найрізноманітніші відчуття, крім больового. Отже, біль — це єдине відчуття, яке формується за межами кори головного мозку. Проте клініцисти не раз зідмічали виникнення сильного болю на будь-яке подразнення шкіри в людей з патологічним процесом у таламусі, що дало підставу для висновків про локалізацію центру болю саме в цій частині проміжного мозку. Нині вважають, що в аналізі ноцицептивної інформації та формуванні больових відчуттів головну роль відіграє таламус.

Суб’єктивно інтенсивність болю залежить не тільки від сили стимулу, а й від того, якою мірою на ньому фіксовано увагу людини. Перемикання уваги може послабити відчуття болю (особливо в дітей), а в екстремальних ситуаціях людина може навіть не відчути болю. Сильний шок на деякий час також знімає біль.

Відбиті болі виникають при захворюваннях внутрішніх органів. Це відчуття, викликане больовим подразником внутрішніх органів, що локалізується не тільки в певному органі, а й у віддалених від нього ділянках поверхні тіла. Такий біль завжди проектується на ті ділянки, які іннервуються тим самим сегментом спинного мозку, що й пошкоджений внутрішній орган. Оскільки більшість органів іннервується кількома спинномозковими сегментами, то відбитий біль відчувається в кількох дерматомах, які є так званими зонами Захар’їна—Геда для даного органа. Так, біль, який виникає в серці, «віддає» в ліву руку й під лопатку, що є важливим діагностичним симптомом. Спостерігаються також зворотні ефекти. Наприклад, при локальних тактильних, температурних і больових подразненнях так званих «біологічно активних точок» шкіри (БАТ) вмикаються ланцюги рефлекторних реакцій, які захоплюють також певні внутрішні органи й контролюються центральною і вегетативною нервовою системою. Вони можуть вибірково змінювати кровопостачання й трофіку цих органів і тканин, в чому її полягає метод акупунктурної терапії (рефлексотерапії).

Для зменшення або усунення больових відчуттів у клініці застосовують різні анальгетики й анестетики (анестезин, новокаїн, три-мекаїн тощо), які блокують виникнення та проведення збудження по аферентних нервах.





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити