感官器官的功能

基础医学院生理学教研室,第九章 感觉器官生理,Physiology of Sense Organs,第一节 感受器和感觉器官概述第二节 眼的视觉功能第三节 耳的听觉功能第四节 前庭器官的功能第五节 其他感觉功能（自学）,本 章 内 容,了解各主要感觉器官的结构与功能。熟悉视锥细胞颜色视觉和色觉学说。掌握光与声音的感受原理。掌握内耳前庭器官的适宜刺激和作用。,本 章 要 求,感受器 传入神经 神经中枢 产生感觉,第一节 感受器和感觉器官概述,(一)定义感受器 (receptor)：分布在体表或组织内部的一些专门感受机体内外环境变化的结构或装置。,一、感受器的定义和分类,各种感受器的结构不同:,1、外周感觉神经末梢2、裸露的神经末梢周围包绕其它结构,皮肤感觉,3、感觉器官（sense organ)：由结构和功能上高度分化的感受细胞和其周围的附属结构共同构成的器官。,眼、耳、鼻、舌、前庭等感觉器官分布在头部又称为特殊感觉器官。,(二)感受器分类,1、根据所在部位不同,外感受器,远距离感受器:视觉 听觉 嗅觉,接触感受器:触觉 压觉 味觉 温度觉等,内感受器,本体感受器：肌梭,内脏感受器：动脉压力、血pH、血温,机械感受器：动脉压力、肌梭等 化学感受器：血O2、血pH等 电磁感受器：光、热等 温度感受器 伤害性感受器,2、根据感受器接受刺激的性质,各种感受器都有自己最敏感的刺激形式，这种刺激形式称为该感受器的适宜刺激。,二、感受器的一般生理特性,（一）感受器的适宜刺激（adequate stimulus）,感受器能将不同的刺激能量转换为传入神经上的动作电位的过程，称为感受器的换能作用。,（二）感受器的换能作用（transduction function）,感受器电位和发生器电位,刺激感受器过渡性电位总和传入N上的AP,感受器电位：感受器细胞产生膜电位变化。发生器电位：传入神经的末梢产生膜电位变化。,猫肠系膜单个环层小体,（三）感受器的编码作用（coding function ） 感受器在换能时，把刺激的部位、性质、强度、速度和时间等信息转移到传入N的动作电位序列中。,不同性质的刺激如何编码？刺激性质，感受器种类，大脑皮层的不同感觉区,同一性质但强度不同的刺激如何编码？兴奋的传入神经数目，动作电位的频率,（四）感受器的适应现象（adaptation） 恒定强度的刺激仍持续作用于感受器，而传入神经上的动作电位频率下降的现象。,快适应：皮肤触觉小体有利于感受器再接受新的刺激,慢适应：肌梭、颈动脉窦压力感受器利于机体对姿势、血压等进行持久的调节,出现快慢,入芝兰之室，久而不闻其香。入鲍鱼之肆，久而不闻其臭。,第二节 视觉器官visual sense organs,视觉：是指眼接受可见光的刺激后，经过视觉系统的换能，编码，加工和分析等机制而获得的主观感觉。人的视觉器官：眼眼的适宜刺激：波长为380-760nm的电磁波。,一、视觉产生的基本过程,外界物体的光入眼折光系统成像于视网膜上经视杆细胞和视锥细胞的光电换能（感光系统）视神经上的AP上传至大脑皮层枕叶及周围区经整合视觉,根据眼的实际光学特性设计的简单的与正常眼等效光学系统。简化眼是一种假想的人工模型，其折光效果与正常人眼等值。利用简化眼可以算出物像大小。,(一)简化眼（reduced eye),二、眼的折光系统及调节,折光系统:角膜、房水、晶状体、玻璃体,物体大小,物体到节点距离,=,物像大小,节点到视网膜距离（15mm),单一球面折光体系,折光指数=1.333,(二)眼的调节,眼的调节,晶状体变凸瞳孔缩小双眼会聚,6米以外的物体正好成像在视网膜上，眼不用调节就能看清物体。 6米以内的物体成像在视网膜后，眼经过调节才能看清物体。,1、晶状体的调节,悬韧带,（1）调节过程视近物不清传入神经大脑皮层的视觉中枢 皮层-中脑束中脑正中核动眼神经缩瞳核动眼神经中的副交感节前纤维睫状神经节睫状神经睫状肌中的环形肌收缩睫状肌向前内移动悬韧带松弛晶状体靠自身弹性变凸。,（2）远点和近点,远点：眼不作任何调节时，所能看清的物体的最远距离。近点：眼作充分调节时，所能看清眼前物体的最近距离。近点决定于晶状体变凸的最大限度（弹性），越近弹性越好，调节能力越强。,年龄 8岁 20岁 60岁近点 8.6cm 10.4cm 83.3cm,（3）晶状体调节的意义使折光系统的能力增强，在视网膜上清晰成像。,老年人弹性下降，近点变远，称为老视。,（1）物体的远近瞳孔近反射(near reflex of the pupil)：视近物时，可反射性地引起双侧瞳孔缩小。 生理意义：可减少进入眼内光线的量和减少球面像差和色像差。,2、瞳孔的调节,瞳孔：虹膜中间的开孔（1.5-8.0mm）,（2）环境光线的强弱瞳孔对光反射(pupillary light reflex) ：瞳孔的大小随着入射光的强弱而改变的现象。互感性对光反射(consensual light reflex) ：光照一侧眼时，两眼的瞳孔同时缩小的现象。生理意义：调节入眼光量；保护视网膜，增加视像 清析度。,瞳孔对光反射的中枢在中脑，反应灵敏，它是临床上判断某些脑部病变部位、中毒的程度、麻醉深浅及病人病情变化的指征。左右瞳孔大小不等或对光反射消失中脑发生病变瞳孔过分缩小吗啡、有机磷中毒瞳孔散大病人垂危,3、双眼球会聚双眼球会聚：当看近物时，会出现两眼视轴同时向鼻侧会聚的现象。由两眼球的内直肌收缩引起 生理意义：可使双眼看近物时物体成象于两眼视网膜的对称点上，产生立体视觉。,（一）视网膜的结构特点,三、眼的感光换能系统,视杆细胞和视锥细胞模式图,1、视杆系统(scotopic vision)由视杆细胞和与它们相联系的双极细胞和神经节细胞等组成的感光换能系统。又称晚光觉或暗视觉系统。 对光敏感度高，但只能区别明暗，精确性差，不能感知颜色。,（二）视网膜的两种感光换能系统,2、视锥系统(photopic vision) 由视锥细胞和与它们相联系的双极细胞和神经节细胞等组成的感光换能系统。又称昼光觉或明视觉系统。 对光的敏感性差，可辨别颜色，分辨能力高。,感光物质 视紫红质 视锥色素（三种）外段形态 杆状 锥状 主要分布 周边部 中心部神经联系 多对一 一对一 视 觉 暗视觉 明视觉光 敏 性 较好(感受弱光) 较差(感受强光)分辨能力 低 高色 觉 无 有动物种系 猫头鹰等 鸡等,两种感光换能系统的比较,视杆系统 视锥系统,（三）视杆系统的感光换能机制 、视紫红质的光化学反应,视紫红质(结合蛋白质),维生素A缺乏 视黄醛 视紫红质 感受暗光能力 夜盲症(night blindness),2、视杆细胞的感受器电位,视杆细胞的外段是进行光-电转换的关键部位。,视杆细胞产生感受器电位的机制:,在暗处胞浆内cGMP Na+通道开放 Na+内流（暗电流）去极化状态(膜电位-30mV) 终足释放兴奋性神经递质（谷氨酸）,无光照时（在暗处）：,终足神经递质释放,超极化型感受器电位,外段膜盘膜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（Gt，转导蛋白）,视黄醛和视蛋白,视紫红质,光照,光照时：,四、与视觉有关的一些生理现象（一）视力（视敏度）视力：眼对物体细小结构的分辨能力（看清物体上距离最小两点的能力）。,视角=1 视力1.0视角=10 视力0.1,1,视角,视力=,节点,（二）暗适应和明适应暗适应:当人长时间在明亮环境中突然进入暗处时，开始看不见任何东西，过一段时间后，视觉敏感度才逐渐增高，才能逐渐看见暗处的物体，这种现象称为暗适应。明适应：当人长时间在暗处而突然进入明亮处时，最初感到一片耀眼的光亮，看不清物体，稍待片刻后才能恢复视觉，这种现象称为明适应。,视杆细胞在暗处合成且大量积聚的视紫红质,迅速大量分解,强光,瞬间眼前出现光耀夺目而看不清实物,1分钟后,视锥细胞感光色素在亮光环境中感光,第三节 听觉器官,Auditory Sense Organ,听觉：是指声音作用于听觉系统后，经过换能，编码，加工和分析等机制而获得的主观感觉。人的听觉器官：耳（耳蜗）耳蜗的适宜刺激：空气振动的疏密波 频率范围20-20000Hz,一、听觉产生的基本过程,声波,蜗管内淋巴,基底膜上的毛细胞,声电换能,听N上的AP,大脑皮层听觉中枢,听觉,二、外耳和中耳的功能,（一）外耳：耳郭和外耳道,中耳的结构：鼓膜、听骨链、鼓室和烟鼓管等,（二）中耳的功能,1、传音增压鼓膜(59.4mm2）：卵圆窗膜(3.2mm2) = 18.6：1,18.6,1,听骨链杠杆长短臂之比 = 1.3：1 18.61.324.2 增压效应：鼓膜听骨链卵圆窗，压强达24.2倍。,2、保护作用： 强音中耳鼓膜张肌、镫骨肌收缩 鼓膜、听骨链振动幅度，阻力 保护感音装置3、耳咽管作用：调节鼓室与大气的压力平衡。,气传导：声波经外耳道引起鼓膜的振动，再经听骨链和卵圆窗膜进入耳蜗的传导途径，它是引起正常听觉的主要途径。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振动的传导途径。,（二）声波传到内耳的途径,临床上，通过检查气传导和骨传导受损的情况，帮助诊断听觉障碍的病变部位和性质。传音性耳聋：急慢性化脓性中耳炎、鼓膜外伤、听骨链中断等气传导途径受损引起的听力障碍。气传导减弱，骨传导相对增强。感音性耳聋：当耳毒性药物（庆大霉素等）损害内耳毛细胞、颅骨骨折损伤听神经或听中枢病变引起的听力障碍。气传导和骨传导的作用均减弱。,三、内耳的功能,内耳（迷路）：耳蜗和前庭器官,(一)耳蜗的结构：骨质管道，三个腔,基底膜螺旋器,（二）基底膜振动及“行波”理论,1、基底膜振动声波卵圆窗膜前庭阶外淋巴前庭膜振动蜗管内淋巴基底膜基底膜与盖膜之间发生移动毛细胞听毛受到刺激感受器电位,2、行波学说（traveling wave theory）,基底膜震动：首先发生在耳蜗的底部,1、不同频率的声波在基底膜传播距离不同、形成最大振幅的部位也不同。2、低频声波行波距离远，最大振幅出现的部位愈靠近蜗顶部；高频声波行波距离近，最大振幅出现的部位愈靠近蜗底部处。3、最大振幅所在部位的毛细胞受到刺激最强。这是耳蜗能区分不同声音频率的基础。4、行波最大振幅出现后，行波很快消失，不再传播。,行波传播的特点,耳蜗顶部损伤 影响低频听力耳蜗底部损伤 影响高频听力,（三）耳蜗的感音换能机制,1、毛细胞兴奋与感受器电位,2、微音器电位（microphonic potential）：当耳蜗受声音刺激时，在耳蜗及附近结构所记录到的一种与声波频率和幅度完全一致的电位变化称为微音器电位。是多个毛细胞产生的感受器电位的复合电位。特点：呈等级式反应；无真正的阈值；没有潜伏期和不应期；不易疲劳；不发生适应现象。,第四节 前庭器官的功能,刺激前庭器官感受细胞兴奋感受细胞的换能作用刺激能量转变为传入神经上的AP 冲动沿第八脑神经的前庭支中枢引起相应的感受和其他效应。,前庭感觉产生的基本过程：,前庭器官：三个半规管、椭圆囊、球囊,一、前庭器官感受细胞,半规管：壶腹嵴椭圆囊和球囊：囊斑,感受细胞：毛细胞，其顶部有一根动毛和60-100根呈阶梯状排列的静毛。,二、适宜刺激和生理功能,1、半规管适宜刺激：空间任何方向的旋转变速运动生理功能：感受身体的旋转变速运动,壶腹帽,2、椭圆囊和球囊适宜刺激：头部空间位置的改变和直线变速运动生理功能：感受头部的空间位置和直线变速运动,三、前庭反应,刺激 前庭器官 前庭核,前庭 N,运动觉位置觉姿势反射自主神经反应眼震颤,1.当某一恒定刺激持续作用于感受器时，其传入神经纤维的动作电位频率会逐渐下降的现象，称为感受器的： A. 适应 B. 传导阻滞 C. 抑制 D. 疲劳 E. 传导衰减,2. 下列关于正常人眼调节的叙述，正确的是： A. 视远物时需调节才能清晰地成像于视网膜上B. 晶状体变凸使物像后移而成像于视网膜上C. 近点距离越近，眼的调节能力越差D. 人眼的调节主要靠双眼球会聚来实现E. 眼视近物时晶状体形状的改变通过反射实现3. 视网膜上的感光细胞为：色素上皮细胞 B. 视锥和视杆细胞 C. 双极细胞 D. 神经节细胞 E. 无长突细胞,4、当用光照射正常人的左眼时： 左眼瞳孔缩小，右眼瞳孔不变 B. 右眼瞳孔缩小，左眼瞳孔不变C. 左眼瞳孔缩小，右眼瞳孔扩大 D. 两眼瞳孔都不变 E. 两眼瞳孔均缩小5.夜盲症发生的原因是：A. 视紫红质过多 B. 视紫红质合成增强，分解减弱C. 1l顺视黄醛过多 D. 视蛋白合成障碍E. 长期维生素A摄入不足,6. 视杆系统： A. 对光敏感度高，有色觉，分辨力弱B. 对光敏感度