Підручник Біологія 8 клас - Н. Й. Міщук - Підручники і посібники 2016 рік

Тема 8. ЗВ’ЯЗОК ОРГАНІЗМУ ЛЮДИНИ ІЗ ЗОВНІШНІМ СЕРЕДОВИЩЕМ. СЕНСОРНІ СИСТЕМИ

§ 47. Сенсорні системи рівноваги, руху, дотику, температури, болю

Які сенсорні системи є основними? Спробуйте продовжити перелік сенсорних систем. Яке значення болю для адаптаційної функції організму?

Сприйняття рівноваги тіла. Прямоходіння, регуляція рухів, обертання тіла можливі за умови утримання рівноваги. Її постійно контролює спеціальний орган рівноваги — вестибулярний апарат. Завдяки йому людина може нормально ходити, бігати, виконувати складні фізичні вправи, працювати й орієнтуватися в просторі загалом.

Вестибулярний апарат (іл. 118 а, б) міститься у внутрішньому вусі й складається з двох частин — присінка й трьох півколових каналів, розташованих у трьох взаємно перпендикулярних площинах. Ці площини відповідають трьом вимірам простору.

Стінки присінка та півколових каналів утворені епітелієм, у якому містяться рецептори відчуття рівноваги — волоскові клітини циліндричної та кулястої форми (іл. 122).

Волоски вестибулярних рецепторів занурені в драглисту мембрану, поверхня якої вкрита дрібними вапняковими кристаликами — отолітами, тому її називають отолітовою мембраною.

Порожнини півколових каналів, як і канали завитки, заповнені драглистою рідиною — ендолімфою. За будь-якого руху переміщення ендолімфи зумовлює зміну тиску кристаликів на волоски та збудження рецепторів, які сигналізують у мозок про зміну положення тіла.

Збудження рецепторних клітин виникають унаслідок згинання або розтягнення волосків. Так, у вертикальному положенні тіла отолітова мембрана тисне на волоскові клітини і волоски згинаються. У горизонтальному положенні отолітова мембрана провисає і розтягує волоски.

ВЕСТИБУЛЯРНИЙ АПАРАТ — орган чуття, що сприймає зміни положення тіла, й призначений для координації (узгодження) рухів та збереження рівноваги.

Іл. 122. Мікроскопічна будова стінки вестибулярного апарата

Рецептори присінка сприймають зміну положення голови відносно Землі. Волоскові клітини півколових каналів реагують на зміну швидкості руху та обертальні рухи. Згинання і розтягування волосків спричиняє виникнення нервових імпульсів, які передаються присінковою гілкою слухового нерва до нервових центрів стовбура головного мозку, мозочка та кори великих півкуль. Уважають, що кіркові центри контролю рівноваги й положення тіла в просторі розташовані в тім’яній і скроневій частках мозку. Саме завдяки кірковим центрам аналізатора рівноваги можливий усвідомлений контроль рівноваги і положення тіла, забезпечення прямоходіння.

У стані невагомості отоліти перестають тиснути на волоски, й вестибулярний апарат не подразнюється, що часто спричиняє порушення нормального перебігу фізіологічних функцій у космонавтів. Погіршення стану організму відбувається і за різкого зростання сили тяжіння. Це спричиняє перевантаження вестибулярного апарату, а збудження передається на нервові центри, які впливають на діяльність внутрішніх органів. Запобігти цьому можна за допомогою спеціальних вправ, які знижують чутливість вестибулярного апарату. Люди з вродженою підвищеною чутливістю або ушкодженим вестибулярним апаратом погано переносять поїздки в транспорті, польоти в літаках та плавання на кораблях. У них виникає так звана морська хвороба: з’являється нудота, головокружіння, блідість, запаморочення, м’язова слабкість. Якщо виявлені такі ознаки, слід звернутися до лікаря.

Сенсорна система руху. Трудова, спортивна діяльність, керування автомобілем, гра на музичних інструментах тощо вимагають високої координації рухів. Її забезпечує сенсорна система руху. Робота цієї системи пов’язана з виникненням імпульсів у спеціальних рецепторах, що містяться у м’язах та сухожилках. Ці рецептори мають вигляд веретена і збуджуються при скороченні або розслабленні м’язів, посилаючи сигнали про їх стан у мозок.

Нервові імпульси від рецепторів м’язів і сухожилків надходять до спинного мозку, мозочка, а через гіпоталамус — до рухової зони кори головного мозку.

Ці імпульси, діючи за принципом зворотного зв’язку, мають важливе значення для підтримання тонусу нейронів спинного мозку і підвищення чутливості рухових центрів.

У протилежному напрямку передаються відповідні команди щодо зміни напруження м’язів та узгодження їхніх рефлекторних рухів. Так, під час сильного скорочення м’язів-згиначів і розслаблення м’язів-розгиначів рухова сенсорна система сприяє зниженню збудливості згиначів та підвищенню її для розгиначів.

Сенсорні системи дотику, температури та болю. Рецептори цих сенсорних систем містяться у шкірі (іл. 123 ) й слизових оболонках рота, носа, язика і внутрішніх органів. Шкіра є складним аналізатором, що сприймає тиск, дотик, вібрацію, тепло, холод і біль. Ці відчуття на шкірі можна визначити точно; місця таких самих відчуттів у внутрішніх органах визначити важко.

Дотик — це сприйняття форми, величини, щільності, характеру поверхні різних предметів. Дотикові рецептори, які сприймають різні типи механічних подразнень, — це нервові закінчення, оточені особливою капсулою (іл. 123).

Вони розташовані по всьому тілу, але найбільше їх на пальцях рук, на кінчику язика і губах. Загалом у шкірі людини міститься близько 500 тис. рецепторів дотику.

Розпізнавання відчуттів дотиковими рецепторами здійснюється на основі частоти дії подразнень. Тривала дія подразника викликає відчуття тиску, короткочасна — відчуття дотику, висока частота зміни сили подразника — відчуття вібрації. Імпульси від дотикових рецепторів передаються до зони шкірної чутливості кори великого мозку, де формується відповідне до дії подразника відчуття.

Сприйняття температури здійснюють два види чутливих до температури рецепторів — холодові й теплові (іл. 123). Перші розташовані ближче до поверхні шкіри. Загалом на шкірі їх нараховують близько 250 тис. Вони дуже швидко реагують на подразнення. Глибше розміщені теплові рецептори. Їх менше — близько 30 тис. Вони реагують на теплове подразнення повільніше. За будовою терморецептори схожі на дотикові. Імпульси, що надходять від них до центру терморегуляції у гіпоталамусі, сприяють адаптації організму до мінливих температурних умов довкілля. До дії певної температури організм теж може звикнути. Тому загартування, знижуючи чутливість холодових рецепторів шкіри, підвищує пристосувальні можливості організму.

Біль — це надзвичайно важливий сигнал про небезпеку, що загрожує людині як з навколишнього, так і з внутрішнього середовища (іл. 123). Відчуття болю виникає виникає внаслідок подразнення больових рецепторів. Їх ще називають вільними нервовими закінченнями, бо вони позбавлені оболонок.

Іл. 123. Рецептори шкіри

Рецептори з вільними нервовими закінченнями (прості нервові волокна без мієлінової оболонки) становлять 75 % усіх рецепторів шкіри — їх близько 1 млн.

Шкірні аналізатори дотику, температури й болю разом з іншими сенсорними системами забезпечують цілісне сприйняття довкілля та допомагають людині пристосовуватись до нього.

- Сенсорні системи рівноваги, руху, дотику, температури, болю. Вестибулярний апарат. Холодові й теплові рецептори

Дотик — дуже важливе відчуття для людей, які з певних причин позбавлені зору. Незрячі кінчиками пальців можуть «читати» літери, слова, фрази, надруковані рельєфно-крапковим шрифтом (за системою Луїса Брайля).

1. Схарактеризуйте будову сенсорної системи рівноваги. 2. Рецептори яких сенсорних систем містяться в шкірі? 3. За певних захворювань у людини порушується проведення збудження зі спинного мозку в головний. У зворотному напрямку збудження протікає нормально. Чи відчуватиметься при цьому укол руки? Чому? 4. Чому на деяких ділянках шкіри ми не відчуваємо навіть укусу комара, а на інших ділянках відчуваємо, як сідає комаха? 5. У чому полягає головна функція больових рецепторів? 6. Чому не мерзнуть очі? 7. У середньому на кожний квадратний сантиметр шкіри (її площа — 1,6-2 м2) припадає 100-200 больових, 12-15 холодових, 1-2 теплових і 25-30 дотикових рецепторів. Як ви вважаєте, чому в шкірі найбільше больових рецепторів? 8. Що про людину можна дізнатись під час рукостискання? 9. Для того щоб дослідити розташування дотикових рецепторів на кистях рук, проведіть дослід. Зав’яжіть очі своєму товаришеві, дайте йому предмет і попросіть, щоб він прокатав його між долонями. Чи впізнає він, що це за предмет? Потім цей самий предмет запропонуйте йому помацати пальцями. Що відбудеться цього разу? Поясніть результати досліду.

Дослідницький практикум

Тема. Дослідження температурної адаптації рецепторів шкіри.

Мета: виявити явище адаптації (пристосування) теплових рецепторів шкіри до дії високої та низької температур; обґрунтувати її значення для людини.

Обладнання та матеріали: склянки з водою різної температури (10 °С, 20 °С, 40 °С).

Хід дослідження

1. Опустіть кінчики пальців у холодну воду (10 °С). Тримайте руку доти, доки відчуття холоду значно послабшає. Визначте час адаптації до холоду.

2. Опустіть кінчики пальців у гарячу воду (40 °С). Тримайте руку також доти, доки відчуття тепла значно послабшає. Визначте час адаптації до дії високої температури.

3. Порівняйте отримані величини. До дії якої температури (високої чи низької) швидше відбувається адаптація рецепторів шкіри?

4. Остудіть руки до кімнатної температури, опустивши їх у воду 20 °С. Занурте одну кисть у гарячу воду 40 °С, а іншу — в холодну 10 °С.

5. Через кілька хвилин занурте обидві кисті у воду з температурою 20 °С. Чому виникло відчуття різної температури в різних руках?

6. Зробіть висновок: яке значення температурної адаптації рецепторів шкіри?

Узагальнення

Сенсорні системи, або аналізатори, сприймають, аналізують і переробляють інформацію про зміни навколишнього середовища та внутрішнього стану організму й забезпечують зв’язок організму з довкіллям. Кожний аналізатор складається з трьох частин: периферичної (рецептори); провідникової (шлях, по якому передається збудження, — нерви); центральної (чутливі зони кори великих півкуль головного мозку).

У людини є п’ять основних сенсорних систем, кожна з яких сприймає певний вид подразника: зорова, слухова, смакова, нюхова та дотикова. Рецептори найбільше зосереджені в органах чуття. У них різні види подразнень перетворюються на нервові імпульси.

Особливості будови органів чуття зумовлені специфікою сприйняття і перетворення певного подразника. Око має оптичну, світлосприймальну частини і допоміжний апарат. Здатність ока пристосовуватися до чіткого бачення предметів, що перебувають на різній відстані — акомодація — забезпечується зміною кривини кришталика. Порушення акомодації призводить до короткозорості або далекозорості.

Вухо — це орган слуху та рівноваги. Слухові рецептори — волоскові клітини — містяться у завитці внутрішнього вуха й сприймають звукові коливання. Волоскові клітини вестибулярного апарату реагують на зміну положення тіла або його частин. Рецептори смаку — смакові клітини — розташовані у слизовій оболонці язика, а нюхові рецепторні клітини — в епітелії носової порожнини. Війки цих клітин розрізняють молекули речовин. Складним аналізатором є шкіра, оскільки містить рецептори дотику, температури та болю.

Для збереження функцій усіх сенсорних систем важливо дотримувати гігієни органів чуття.




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