生理学感觉器官的功能课件

第九章 感觉器官的功能,第一节 感受器及其一般生理特性 感受器、感觉器官的定义和分类 1、定义 感受器：指分布在体表或组织内部，能感受体内外环境变化的特殊结构。 感觉器官：感受器及与感受功能密切相关的非神经附属结构。 2、分类,距离感受器,外感受器,内感受器：平衡、本体、内脏等,接触感受器,感受器的一般生理特性 1.适宜的刺激 适宜刺激（adequate stimulus）：一种感受器通常只对某种特定形式的能量变化最敏感，这种形式的刺激就称为该感受器的适宜刺激。 感觉阈值(sensory threshold) ：引起某种感觉所需的最小刺激强度。适宜刺激感觉阈低。,2.感受器的换能作用 概念：感受器能把作用于它们的刺激能量转变成感受神经未梢上的神经冲动，这种作用称感受器的换能作用。 感受器电位：感受器细胞产生的局部电位 发生器电位（启动电位）：感受神经未梢上的局部电位。,体内外的刺激信号 G蛋白效应器酶第二信使 改变离子通道功能状态 细胞膜电位变化 （感受器电位或启动电位）,传入神经产生动作电位,3.感受器的编码作用 概念：把刺激所包含的环境变化信息转移到AP的序列之中。 （1）对刺激的质（性质）的编码 不同性质的感觉引起，是由某一专用线路(labeled line)将冲动传到脑的特定部位所形成的。 （2）对刺激的量（强度）的编码（图） A、单一神经纤维上动作电位的频率不同 B、参与信息传输的神经纤维的数目不同,蛙肌梭中刺激强度的编码模式图,4.感受器的适应（adaptation）现象 概念：用固定强度的刺激作用于感受器时，传入神经纤维上动作电位的频率逐渐减少的现象。 （1）快适应感受器：利于接受新的刺激 （2）慢适应感受器：利于机体对某些功 能进行持久的监测和调节 适应并非疲劳,第二节 眼的视觉功能,视觉器官：眼睛 适宜刺激：370470nm的电磁波 视觉：是指通过视觉系统的外周感觉器官，接受外界环境中一定波长的电磁波刺激，经视觉系统的编码、加工及分析后的主观感觉。 眼球的基本结构 (如图) 折光系统：角膜、房水、晶状体、玻璃体 感光系统：视网膜,眼的结构,眼的折光功能及其调节 与眼的屈光成像的光学原理,球形界面的折光规律,A,B,C,F2,F1,A,B,折光能力与曲率半经和折光指数有关。,1,2,2,n,n,R,n,F,-,=,F：（主）焦距 R：曲率半经 n1：空气的折光指数 n2：某物质的折光指数 D：屈光度（焦度）,F,D,1,=,R大，F大，D小 R小，F小，D大 （如下图）,1D,2D,10D,折光指数： 角膜：1.376 房水：1.336 空气：1.000 晶状体：1.410 玻璃体：1.336,F,F,F,计算像距,F,b,a,1,1,1,=,+,F,b,1,1,=,得出：b=F 成像在主焦距F的位置。 2、如果a小于足够远时（6m以内）， 则bF，成像在主焦距之后。,1、当物体处于无限远时（6m以外）， 1/a0，则：,物距为a，像距为b，则：,焦平面,来自远处光线（平行光线）,来自6m以内的光线,焦点,屈光指数=1.333,(,(,(,ab(,实物到节点距离,物像到节点中离）,实物大小）,物像大小）,Bn,bn,AB,=,n为节点，F为主焦点,眼前10m处高30cm的物体，物像大小为：,0.45,10005,300 15,10005(mm),15(mm),300(mm),=,=,=,X,X(mm),眼的屈光和成像 简化眼,眼的调节 视远物时不需调节，视近物调节：晶状体变凸、瞳孔缩小、眼球会聚 1. 晶状体的调节（图） 视近物视网膜上模糊的物像视皮层中脑正中核睫状肌收缩睫状体向前向中移行悬韧带松驰晶状体变凸（曲率）屈光力焦距缩短物像落到视网膜上,近点：眼作最大调节时能看清的最近物体的距离。 年龄 8岁 20岁 60岁 近点 8.6cm 10.4cm 83.3cm,调节能力用曲光度D表示 1D1/1m，为100度,近视眼者近点小,2.瞳孔调节 直径=1.5-8.0mm 瞳孔近反射：视近物时引起双侧瞳孔反射性缩小。 作用：减少球面像差和色像差，调节入眼光量 瞳孔对光反射：又称互感性对光反射，指瞳孔大小随视网膜光照强度而变化的反射。 作用：减少入眼光量 保护视网膜。,瞳孔近反射的中枢在大脑皮层，经过中脑正中核。 瞳孔对光反射的中枢在中脑顶盖前核 3.双眼球会聚（辐辏反射） 使双眼看近物时物体成像于两眼视网膜的相称点上，产生单一视觉（不产生复视）。,眼的折光能力异常 1.正视眼 2.非正视眼（近视、远视、散光、老视） （1）近视：用凹透镜纠正 轴性近视：眼球前后径过长 屈光性近视：折光能力过强,（2）远视：用凸透镜纠正 轴性远视：眼球前后径过短 屈光性远视：折光能力太弱 （3）散光：用柱面镜纠正 产生原因：角膜表面不同方位的曲率半径不等 （4）老视：用凸透镜纠正 产生原因：晶状体弹性减退（弱）,视网膜的感光功能 视网膜的结构（如图） 1.主要分四层： （1）色素细胞层 不属于神经组织，含色素颗粒和VitA，对感光细胞有保护和营养作用。与其它层易发生剥离。,视网膜的主要细胞层次及其联系模式图,视网膜的主要细胞层次及其联系,（2）感光细胞层 视杆细胞、视锥细胞通过终足与双极细胞联系（如下图） *结构：外段、内段、核部、终足 *分布 盲点：无感光细胞 黄斑：视网膜中心，视锥细胞多 中央凹：密集视锥细胞，无视杆细胞 周边部视锥细胞少，视杆细胞多 （3）双极细胞层 （4）神经细胞层,感光细胞模式图,2.联系 （1）纵向联系 *单线方式：多见于中央凹处视锥细胞 意义：视敏度高，感觉“精细” *聚合式联系：多见于视杆系统 无精细分辨能力，能总和多个弱刺激 （2）横向联系 水平细胞和无长突细胞 3.联系方式：化学突触和电突触,视网膜的两种感光换能系统 1.视觉的二元学说 *视杆系统（晚光觉或暗视觉系统）：对光的敏感性高，可感受弱光，无色觉对物体细小结构辨别能力差，。 *视锥系统（昼光觉或明视觉系统）：对光的敏感 性差，专司昼光觉、色觉，对物体的细小结构及颜色有高度的分辨别能力。,2.视觉的二元学说的依据 （1）所含的感光色素不同。 （2）在视网膜分布不同。 （3）与双极Cell及N节C的联系方式不同 （4）动物证明,视网膜的感光换能机制 1.视杆细胞的感光换能作用 （1）视紫红质的光化学反应及代谢 存在于视杆细胞外段的视盘（膜）上对蓝绿光区域敏感。（如图）,视蛋白11顺视黄醛 视紫红,（2）视杆细胞外段结构和感受器电位的产生机制,视紫红质的光化学反应,阻抑蛋白、视蛋白激酶,诱发视杆细胞产生超极化型感受 器电位,视杆细胞外段的超微结构示意图,视杆细胞外段的超微结构示意图,终足神经递质释放,超极化型感受器电位,外段视盘膜Na+通道关闭，Na+内流,cGMP分解，cGMP,激活磷酸二酯酶（效应器酶）,激活G蛋白（传递蛋白，Gt）,变视紫红质,视紫红质,1个光量子,2.视锥系统的换能和颜色视觉 *光线视锥细胞外段视锥色素感受器电位（超极化）神经节细胞AP *视觉的三原色学说： 三种视锥细胞分别含有三种视锥色素，分别对红、绿、蓝三种光敏感（如图） 。产生不同的色觉是由于三种视锥细胞兴奋程度的比例不同： 为4:1:0时，产生红色感觉 为2:8:1时，产生绿色感觉 *色盲与色弱,人视网膜中三种 视锥细胞的光谱相对敏感性,视网膜的信息处理 在光刺激作用下，由视杆和视锥细胞产生的电信号，在视网膜内经过复杂的神经元网络的传递，最后由N节细胞以动作电位的形式传向中枢。,与视觉有关的一些现象 明适应与暗适应 1、明适应 *概念： *机制：视紫红质大量分解 2、暗适应 *概念： *机制：两个阶段（如图）,视觉阈值,在暗环境中的时间（mm）,暗适应曲线,视力与视野 1.视力（视敏度） *概念：眼分辨细微物体的能力。 *衡量标准：分辨空间两点的最小距离,X=4.5um，可刺激两个非相邻感光C，分辨两点,=,实物到节点距离5005mm,物像到节点距离15mm,实物大小1.5mm,物像大小X,*视力表制定：0.11.5 人眼在5米处看清第10行E字时，视角为1，视力为1.0，看清第1行E字，视力为0.1。对数视力表:4.0-5.0,4.5um,1.5mm,15mm,5m,视力表原理图,双眼视觉与立体视觉 双眼视觉：双眼同时看一物体的视觉 优点：弥补盲点的存在，扩大视野，产生立体视觉。,2.视野：单眼固定地注视前方一点时，该眼所能看到的范围。 鼻侧小，颞侧大白色视野兰色红色绿色 3.视后像和融合现象 是一种主观的视觉残留效应 4.暗适应与明适应,第三节 耳的听觉功能 外耳和中耳的功能 外耳的功能 1.耳廓：集声、判断声源方向 2.外耳道：传声、扩音作用 中耳的功能 1.鼓膜：传声作用 2.听骨链：传声作用,3.鼓膜和听骨链的增压减幅效应 鼓膜有效振动面积55mm2，卵圆窗面积3.2mm2，为17.2 :1, 增加17.2倍 锤骨柄（长臂）与砧骨突（短臂）之比3:1,增压1.3倍。（如图） 17.21.3=22.4倍,振幅小，振动大的液体传导,振幅大，振动小的声波,振动轴方向,4.中耳肌的功能 正常情况下：鼓膜张肌有利于高音调声音传导，镫骨肌有利于低音调声音传导 声强大于70dB时：使中耳传音效果减弱，保护耳蜗。 5.咽鼓管的功能 (1)保持鼓室内压与外界大气压压力平衡 （2）对中耳的引流作用,声波传入内耳的途径 （1）气传导： 声波经外耳道引起鼓膜振动，再经听骨链和卵圆窗膜进入耳蜗。 （2）骨传导： 声波直接引起颅骨的振动，再引起位于颞骨骨质中的耳蜗内淋巴的振动。,内耳（耳蜗）的功能 内耳又称迷路，由耳蜗和前庭器官组成 功能：把机械能换成听神经纤维上的AP 前庭器官与平衡感觉有关 耳蜗的结构特点（图）,基底膜,前庭膜,鼓阶：外淋巴与圆窗膜相连,蜗管：内淋巴，为盲管,前庭阶：外淋巴 与卵圆窗膜相连,顶部相通,耳蜗管的横断面图,耳蜗对声音频率和强度的分析 1.对音调的辨别行波学说 *内耳振动传递过程：基底膜振动 声波卵圆窗膜外移（内移）前庭阶中外淋巴前庭膜和基底膜下移（上移）鼓阶中外淋巴圆窗膜外移（内移）。（图） *行波学说：不同频率的声波，行波传播远近及产生最大振幅的部位不同。 *基底膜振动毛细胞兴奋（如图）,人中耳和耳蜗的关系模式图,圆窗,前庭膜,基底膜,镫骨,卵圆窗,锤骨柄,锤骨,砧骨,与镫骨的距离（mm）,不同频率的声音引起的行波在基底膜上传播的距离以及行波最大振幅的出现部位,基底膜和盖膜振动时 毛细胞顶部听毛受力情况,2.对声音强度的辨别 冲动的频率和参与的神经纤维的数目不同。 3.对声源方向的辨别 根据声波到两耳的时间差的强度差来辨别。,耳蜗的生物电现象 1.耳蜗的静息电位 *内淋巴电位：80mv，与Na+泵有关 *毛细胞静息电位：70至80mv 2.耳蜗的微音器电位 是多个毛细胞受刺激产生感受器电位的总和。 特点：潜伏期极短、没有不应期、对缺氧和深麻醉不敏感、等级性、有方向性。 3.耳蜗神经的动作电位（如图）,由短声刺激引起的微音器电位和听神经AP,听力 1.听力：指听觉器官感受声音的能力，通常用听域表示， 2020000Hz。 2.听阈：声波振动频率一定时，刚好能引起听觉的最小振动强度。 3.最大可听阈：当振动强度增加，引起听觉和鼓膜的疼痛感觉，这个限度称为最大可听阈。 4.听域（如图）,人的正常听阈图,通常的语言区,次要的语言区,第四节 前庭器官的平衡感觉功能 前庭器官：三个半规管、椭圆囊和球囊 功能： 1.感觉人体头部空间位置及人体直线 或旋转变速运动。 2.调节肌肉紧张，维持姿势平衡。 3.调整眼的运动，使人在运动时，眼仍能注视空间某一物体，判别体位方向和看清物体。,前庭器官的感受装置和适宜刺激 1.前庭器官的毛细胞（如图） 2.半规管的感受装置及适宜刺激 感受装置：壶腹嵴 适宜刺激：旋转变速运动 3.椭圆囊和球囊的感受装置及适宜刺激 感受装置：囊斑 适宜刺激：直线变速运动 椭圆囊：水平方向 球囊： 垂直方向,静息时,频率增加,频率减少,前庭器官中毛细胞顶部纤毛受力情况影响,动毛,神经冲动,椭圆囊和球囊中囊斑的位置及毛细胞顶部纤毛的排列方向,椭圆囊囊斑,球囊囊斑,前庭器官的反射 1.姿势反射 直线变速运动刺激囊斑 旋转变速运动刺激壶腹嵴 反射颈部、躯干、四肢紧张度改变维持平衡。 2.前庭器官的自主性功能反应 前庭器官受到过强或过长的刺激，或前庭功能过敏时，引起心率、血压、呼吸、出汗、呕吐、眩晕等现象。,3.眼球震颤 *概念：躯体旋转运动时所引起的眼球不随意运动。 *分类： 水平性 垂直性 旋转性 *过程：慢动相、快动相,第五节其他感觉器官的功能 嗅觉器管 1.嗅觉感受器位于上鼻道及鼻中隔后上部的嗅 上皮，两侧总面积约5cm2。 2.组成：主细胞（嗅细胞）、支持细胞和基底细胞。 3.适宜刺激：空气中的有机化学物质,4.七种基本气味： 樟脑味、麝香味、花草味、乙醚昧、薄荷味、辛辣味和腐腥味。 5.特点： 不同性质的气味刺激有其专用的感受位