Analizatorii(organele de simț)-Biologie

Analizatorii (organele de simt) sunt formatiuni anatomo-functionale complexe prin care sistemul nervos central receptioneaza informatiile din mediul extern sau intern, le conduce si le transforma in senzatii specifice; astfel ei reprezinta canalele informationale ale sistemului nervos, ei contribuie la realizarea integrarii organismului intr-un tot unitar si in acelasi timp, in mediul inconjurator.

  Analizatorul este alcatuit din trei segmente: periferic, de conducere si central.

·        Segmentul periferic (receptorul) este o structura specializata cu proprietatea de a receptiona stimuli fizici sau chimici, de a-i transforma in excitatii-impuls nervos si de a-i transmite pe caile de conducere; dupa criteriul topografic, receptorii sunt clasificati in: exteroceptori, interoceptori si proprioceptori.

·        Segmentul de conducere este alcatuit din caile nervoase respective (aferente) care au rolul de a transmite impulsurile nervoase aparute in receptori, pana la centrii nervosi superiori. Caile ascendente sunt directe sau indirecte. Pe calea directa (spino-talamo-corticala), impulsurile ajung rapid datorita unor sinapse reduse, intr-o arie corticala senzitiva specifica. Pe calea indirecta (sistemul reticulat ascendent, activator), impulsurile sunt conduse lent si proiectate cortical in mod difuz si nespecific.

·        Segmentul central este reprezentat de zona corticala specifica, in care se opereaza analiza si sinteza informatiei primite prin stimulii nervosi, in urma carora vor rezulta senzatii specifice(vizuale, auditive, ) si constiente.

1.      Analizatorul cutanat (somestezic) este un analizator fizic de contact; se receptioneaza si se analizeaza simtul tactil, depresiune si sensibilitatea vibratorie, termica si dureroasa. Stimulul comun este deformarea tegumentului superficial - in cazul tactului, profunda - in cazul presiunii si repetata rapid - in cazul vibratiilor.

2. Analizatorul gustativ este un analizator chimic de contact (chemoreceptor).

 Segmentul periferic este reprezentat prin mugurii gustativi din papilele gustative, situate in mucoasa linguala, peretii obrajilor, valul palatin si peretele posterior al faringelui. Cele mai numeroase papile se gasesc in mucoasa linguala; se cunosc:

-         papile caliciforme (circumvalate), in numar de 7-11, dispuse in "V" cu varful spre baza limbii, inaintea santului terminal;

-          papile foliate, asezate pe partea posterioara, pe marginile limbii;

-         papile fungiforme, de forma unor ciuperci, raspandite pe varful si marginile limbii si

-         papile filiforme, care nu contin muguri gustativi, deci au rol in sensibilitatea tactila, presiune si durere; se gasesc pe toata intinderea mucoasei linguale.

Mugurii gustativi sunt de forma mai mult sau mai putin ovala, formati din celule de suport (sustinere) si celule receptoare - senzoriale gustative care au la polul apical un cil gustativ; cilii sunt in contact direct cu suprafata limbii (saliva) prin porul gustativ. La polul bazal, celulele senzoriale sunt inconjurate de terminatiunile fibrelor nervoase aferente ale nervilor gustativi (IX-glosofaringian, VII-facial si X-vag); ele sunt dendritele neuronilor senzitivi din ganglionii nervosi situati pe traiectul nervilor cranieni care inerveaza mucoasa linguala si care fac sinapse cu celulele senzitive gustative.

Ø      Segmentul intermediar (calea aferenta, gustativa) este format din trei neuroni - fibrele nervoase aferente ale nervilor cranieni VII, IX si X, - se proiecteaza in segmentul central al cortexului cerebral, in partea inferioara a girului postcentral (aria 43), in vecinatatea sensibilitatii cutanate a fetei.

Receptorii gustativi sunt stimulati de substantele dizolvate in apa si saliva, numite substante sapide; substantele care nu excita receptorii gustativi se numesc insipide.

La om se deosebesc patru tipuri de senzatii gustative (gusturi): acru, sarat, dulce si amar; gustul variat al diferitelor alimente rezulta din combinatiile complexe ale substantelor sapide acre, sarate, dulci si amare. Gustul amar este perceput de fata dorsala a limbii, cel acru pe marginile ei, cel dulce la varf si cel sarat - in partea anterioara a fetei dorsale; mucoasa palatului percepe gusturile amar si acid (in mod deosebit), iar faringele si epiglota percep toate gusturile fundamentale.

Simtul gustului prezinta o mare adaptabilitate, senzatia gustativa poate sa dispara chiar daca stimulul persista.

3. Analizatorul olfactiv este, ca si cel gustativ, un analizator chimic de contact (chemoreceptor).

¨      Segmentul periferic este reprezentat prin prelungirile dendritice ale celulelor olfactive (neuroni bipolari) din mucoasa nazala olfactiva, care captuseste partea superioara a cavitatii nazale, pe o suprafata de cca 2,40 cm²/fosa.

Mucoasa nazala olfactiva este formata dintr-un epiteliu si un corion.

Epiteliul este alcatuit din celule olfactive, celule de sustinere si celule bazale. Celulele olfactive (neuronii olfactivi periferici) au spre exterior o prelungire dendritica cu o umflatura (buton olfactiv) de la care pleaca o arborizatie din 5-6 cili olfactivi; spre interior ele prezinta cate o prelungire axonica, care, dupa ce strabate corionul, intra in structura nervului olfactiv; celulele olfactive (= neuroni bipolari) reprezinta receptorii olfactivi.

Corionul este o patura  conjunctiva in care se gasesc glande mucoase ce produc mucusul, cu rol in umezirea mucoasei nazale pentru intretinerea starii ei functionale.

¨      Segmentul intermediar, de conducere a analizatorului olfactiv, este format din doua portiuni:

-         nervul olfactiv (= axonii celulelor olfactive, receptorii) care va strabate lama ciuruita a etmoidului si va intra in bulbul olfactiv al rinencefalului; celulele olfactive reprezinta protoneuronii caii olfactive - axonii lor vor face sinapse cu dendritele celulelor mitrale din bulbul olfactiv;

-         a doua portiune a segmentului intermediar se afla in rinencefal si este reprezentata de axonii celulelor mitrale(= deuteroneuronii caii olfactive), care vor constitui tractusul olfactiv.

¨      Segmentul central al analizatorului este reprezentat de girusul hipocampic, trigonul olfactiv, substanta perforata anterioara si girusul subcalos.

Omul poate diferentia intre 2000 si 4000 de mirosuri diferite; el este considerat microsmatic ca majoritatea primatelor. Mecanismul discriminarii olfactive nu este inca bine cunoscut, dar este dovedit ca nu se datoreaza unor receptori specifici. Cercetarile au aratat ca prin tractul olfactiv exista un flux continuu de impulsuri, iar sub influenta substantelor odorante se modifica frecventa si gruparea in serii a acestor impulsuri.

4.      Analizatorul vizual. Simtul vazului, alaturi de simtul auditiv si cel kinestezic, are rol important in orientarea constienta in spatiu si in mentinerea echilibrului corpului. Vederea furnizeaza peste 90% din informatiile asupra mediului inconjurator si are o importanta fiziologica considerabila nu numai in diferentierea luminozitatii, formei si culorilor obiectelor, dar si in mentinerea tonusului cortical, atentiei.

Analizatorul optic este alcatuit din receptorul vizual, calea optica si centrii corticali de analiza si sinteza a informatiilor vizuale.

v     Segmentul periferic este un organ pereche format din globul ocular si organele anexe globului ocular; el este asezat in orbita si are o forma mai mult sau mai putin sferica, putin turtit de sus in jos (diametrul vertical este de cca 23 mm, iar cel antero-posterior este de 25 mm - acesta numit si axul anatomic al ochiului, poate avea variatii mai mici sau mai mari si poate influenta functionarea ochiului.

Globul ocular este invelit, de la locul de patrundere a nervului optic pana aproape de cornee, de o membrana conjunctiva, fibroasa, numita capsula Tenon; intre aceasta si peretele osos orbitar exista o masa de tesut adipos cu rol protector.

Structura globului ocular

Globul ocular este format din trei tunici suprapuse (tunica externa, mijlocie si interna), care intregescperetele globului, si trei medii transparente cuprinse in interiorul acestuia: umoarea apoasa, cristalinul sicorpul vitros.

·        Tunica externa este fibroasa si alcatuita din sclerotica si cornee; prima este o membrana alba, dura si opaca, care prezinta in partea sa posterioara o regiune perforata, prin care ies fibrele nervului optic, numita lama ciuruita, iar in partea anterioara se continua cu corneea - o membrana epitelial-conjunctiva transparenta.

·        Tunica mijlocie (tunica vasculara) este reprezentata de coroida, corpul ciliar si iris. Coroida, de culoare bruna-negricioasa, in structura sa predomina vase sanguine si celule pigmentare; are rol trofic in special pentru retina si contribuie la formarea camerei obscure. Coroida captuseste jumatatea posterioara si mediana a scleroticii si se continua cu corpul ciliar, spre partea anterioara a globului ocular. Corpul ciliar (zona ciliara) se compune din muschiul ciliar si procesele ciliare. Muschiul ciliar este o formatiune musculara constituita din mai multe unitati, intervine in acomodarea vizuala la distanta, iar procesele ciliare, in numar de 70-80, din tesut conjunctiv elastic, produc printr-o filtrare a plasmei sanguine, umoarea apoasa si umoarea sticloasa. Irisul este o membrana circulara care continua tunica mijlocie in partea anterioara a globului ocular; el prezinta la mijloc un orificiu circular - pupila. Rolul irisului se manifesta prin:

            - dozarea luminii care va ajunge la retina (similar diafragmei unui aparat de fotografiat);

            - impiedica patrunderea luminii prin partile periferice ale cristalinului si

            - prin micsorarea pupilei, creste adancimea focarului ocular.

·        Tunica interna - retina este cunoscuta ca tunica nervoasa; ea captuseste tunica mijlocie pe toata intinderea ei; din punct de vedere topografic prezinta trei regiuni: retina propriu-zisa, ciliara si iridiana.

Regiunea posterioara, retina propriu-zisa sau retina optica, prezinta pata galbena exact la capatul posterior al axului vizual al ochiului, unde se formeaza imaginile cele mai clare, si papila optica (punctul orb) - o regiune circulara asezata mai jos, unde se afla punctul de convergenta al tuturor fibrelor nervoase care formeaza nervul optic. Retina optica fotoreceptoare, acopera 2/3 din suprafata posterioara a coroidei. Retina optica are o structura complexa, formata din zece straturi de celule, dintre care stratul al doilea (extern) este structurat dincelulele vizuale cu con si cu bastonas, denumite astfel dupa forma conica sau cilindrica a segmentului lor extern.

Celulele cu con, in numar de 5-7 milioane, sunt raspunzatoare de vederea in lumina puternica; ele au un prag de sensibilitate mai performant in perceptia culorilor si a formelor. Conul contine un numar mare de pigmenti fotosensibili, dintre care iodopsina este cel mai important; el se descompune sub influenta luminii si se recompune in prezenta vitaminei A. Celulele cu con se intalnesc in numar foarte mare la nivelul petei galbene.

Celulele cu bastonas, mai numeroase (125-130 milioane), sunt raspunzatoare de vederea la lumina slaba (nocturna); bastonasul contine rodopsina (purpura vizuala) - pigment fotolabil care la intuneric are o culoare rosie purpurie, iar in prezenta luminii se transforma intr-un derivat alb constituit dintr-o proteina - opsina (scotopsina) si un pigment - retinen. Acesti receptori ai vederii nu pot decela detalii asupra culorii sau formei exacte a obiectelor.

Celelalte regiuni ale retinei: regiunea mijlocie (retina ciliara) si anterioara (retina iridiana) sunt membrane epiteliale, au o structura foarte simpla, fara o functie speciala; ele alcatuiesc retina oarba.

In afara de cornee, globul ocular mai prezinta trei medii refringente:

1.      - Cristalinul - un organ lenticular biconvex, situat inapoia irisului; este cel mai important in mecanismul dioptric. El este alcatuit din fibre conjunctive elastice, drept pentru care se poate deforma usor si permite astfel clarificarea imaginii prin procesul de acomodare.

2.      Umoarea apoasa este un lichid incolor, perfect transparent, care umple camerele anterioara si posterioara ale ochiului, delimitate de fata posterioara a corneei, de iris si  cristalin.

3.      Corpul vitros este reprezentat de o substanta gelatinoasa care ocupa tot spatiul cuprins intre partea posterioara a cristalinului si peretele globului ocular. Aceasta substanta gelatinoasa prezinta la exteriormembrana hialoida, iar la interior umoarea sticloasa.

ORGANELE ANEXE GLOBULUI OCULAR sunt organele de miscare si organele de protectie.

Organele de miscare sau muschii globului ocular sunt in numar de sase: muschiul drept superior, drept inferior, drept intern, drept extern, muschiul oblic mare si oblic mic.

Organele de protectie sunt reprezentate prin sprancene, pleoape si aparat lacrimal.

·        Segmentul de conducere al analizatorului vizual (calea optica) este format din doua parti:

- calea infrageniculata, constituita din proto- si deutoneuronii retinieni care ajung pana la corpii geniculati externi din metatalamus si

- calea suprageniculata, reprezentata de axonii neuronilor din corpii geniculati externi (drept si stang) = al III-lea neuron, care va proiecta informatiile de la retina pe scoarta cerebrala.

·        Segmentul central, cortical se afla in lobul occipital, de o parte si alta a scizurii (ariile 17, 18 si 19); aici are loc procesul de transformare a excitatiei luminoase in senzatie vizuala.

5. Analizatorul auditiv

Ø      Segmentul periferic al analizatorului acustic este reprezentat de ureche.

Vibratiile sonore sunt captate, transmise si amplificate de un sistem de structuri care compun urechea externa, medie si interna.

·        Urechea externa este formata din pavilionul urechii si conductul auditiv extern, care capteaza si dirijeaza undele sonore spre membrana timpanului; ea se interpune intre urechea externa si cea interna si functioneaza ca un rezonator al undelor sonore din conduct.

·        Urechea medie este compusa din cavitatea timpanica sapata in osul temporal, plina cu aer, care are aceeasi presiune atmosferica datorita trompei lui Eustachio (tuba faringotimpanica). Spre urechea interna se gasesc cele doua ferestre: ovala si rotunda. In urechea medie se afla un lant articulat din trei oscioare (ciocanul, nicovala si scarita), care se intinde intre timpan si fereastra ovala. Oscioarele, muschii si ligamentele care se gasesc in casa timpanului au rolul de a transmite lichidului din urechea interna vibratiile timpanului, induse de undele sonore culese de urechea externa.

·        Urechea interna este alcatuita dintr-un sistem de canalicule, numit labirint. Se deosebeste un labirint osos in interiorul caruia exista un labirint membranos; intre cele doua labirinte se afla un spatiu umplut cu perilimfa (un lichid asemanator lichidului cefalorahidian), iar in labirintul membranos se afla endolimfa.

Labirintul osos este format din vestibul, canale semicirculare si melcul osos (cohlee osoasa).

Labirintul membranos cuprinde aceleasi formatiuni: vestibul membranos (cu utricula si sacula), canale semicirculare membranoase si melcul membranos (canalul cohlear). In interiorul canalului cohlear, pe membrana bazilara, se afla organul lui Corti (= receptorul acustic).

Organul lui Corti este constituit din celule senzoriale auditive, celule de sustinere si doi stalpi (intern si extern) care subinscriu tunelul lui Corti; deasupra organului lui Corti se afla membrana tectoria (m. Corti), care pluteste in endolimfa. Toate formatiunile organului lui Corti se spiralizeaza de doua ori si jumatate de o parte si alta a columelei melcului osos si de-a lungul melcului membranos. Medial de stalpul intern se gasesc celule auditive interne, dispuse pe un singur rand si intercalate de celule de sustinere, iar lateral de stalpul extern sunt celulele auditive externe, asezate pe trei randuri, si celule de sustinere.

Celulele auditive sunt mici, prevazute la polul apical cu cili; acestia sunt in contact (inclavati) cu membrana tectoria. La baza celulelor auditive vin dendritele neuronilor senzitivi din ganglionul spiralat (ganglionul Corti).

Ø      Segmentul intermediar este format din nervul cohlear, care are o parte periferica (= protoneuronul din ganglionul spiralat Corti) si o parte centrala (deutoneuronul din nucleii cohleari ventral si dorsal din trunchiul cerebral si al III-lea neuron din corpul geniculat medial metatalamic). Excitatiile transmise de acest nerv acusticovestibular (VIII) vor ajunge in centrul auditiv din scoarta - segmentul central; acesta este reprezentat in profunzimea scizurii laterale - Sylvius si pe fata superioara a lobului temporal (aria 41). Segmentul central al analizatorului acustic are multiple conexiuni cu ariile 6, 8 (lobul frontal) si 44 (lobul temporal) in care se afla centrii vorbirii.

6. Analizatorul vestibular face parte dintr-un sistem care receptioneaza, transmite si analizeaza pozitia si miscarea in spatiu a corpului omenesc.

§         Segmentul periferic se gaseste in ampulele canalelor semicirculare, utricula si sacula. Canalele semicirculare membranoase, care prin ambele extremitati comunica cu utricula, sunt orientate in cele trei planuri ale spatiului. Fiecare canal semicircular prezinta la baza sa cate o dilatatie - ampula , in care se gasesc crestele ampulare. O creasta ampulara este formata din celule epiteliale de sustinere si celule senzoriale (receptoare) ciliate, cufundate intr-o masa gelatinoasa. In utricula si in sacula se afla de asemenea cate o proeminenta - macula(pata auditiva), formate si ele din celule epiteliale de sustinere si celule senzoriale ciliate acoperite de o substanta gelatinoasa - membrana otolitica, care contine granulatii calcaroase - otolite.

Partea bazala a celulelor senzoriale ciliate este inconjurata de arborizatii dendritice ale neuronilor dinganglionul lui Scarpa.

§         Segmentul intermediar. Partea periferica a caii vestibulare o formeaza nervul vestibular sau vestibulocohlear (VIII) alcatuit din axonii protoneuronilor din ganglionul vestibular (Scarpa) situat in urechea interna. Partea centrala este constituita din deutoneuronii caii vestibulare din nucleii vestibulari (4) ai trunchiului cerebral (bulb). Axonii acestora merg in mai multe directii (centrii subcorticali si corticali):

-         unele fibre urca la nucleul ventral-lateral talamic (fasciculele vestibulotalamice), unde fac sinapse cu al III-lea neuron si de la care pleaca fibrele talamocorticale;

-         o parte merg la cerebel (cortexul arhicerebelos), contribuind la coordonarea echilibrului static si dinamic;

-         alte fibre merg la substanta reticulata (fasciculele vestibuloreticulare);

-         altele merg la nucleii motori ai nervilor cranieni III, IV si VI, care coordoneaza miscarile globilor oculari, iar

-         alte fibre merg la neuronii motori din coarnele anterioare ale maduvei spinarii (fasciculele vestibulospinale).

§         Segmentul central al analizatorului vestibular este mai putin cunoscut; se pare ca sunt localizati in scoarta cerebrala a lobului temporal. La activitatea corticala  legata de functiunile echilibrului participa insa si alti analizatori: optic, auditiv, proprioceptorii din muschi si receptorii cutanati.