Smyslové orgány živočichů a člověka

Smyslové orgány živočichů a člověka

Smysly
· vyvíjí se z ektodermu, kromě proprioreceptorů
· funkce smyslové soustavy
-  příjem informací, podnětů z vnějšího i vnitřního prostředí organismu
-  předávání podnětů nervové soustavě (vjem se tvoří až v centru nervové soustavy – u člověka v kůře mozkové)
· přenos informace probíhá pomocí
-  nervové buňky nebo specializované smyslové buňky (receptoru)
-  receptory jsou citlivé na podnět a jsou buďto rozprostřené nebo fungují ve spolupráci s přídatnými zařízeními (např. zvukovod u sluchových orgánů)
-  dostředivá nervová dráha zprostředkovává spojení mezi volnými nervovými zakončeními nebo receptory a mozkem
-  ve středu centrální nervové soustavy (mozku) dochází k analýze přenesené informace
· podněty se dělí na
-  adekvátní: forma energie, ne jejíž příjem je receptor specializován (je nutná intenzita podnětu, tzv. prahový podnět)
-  inadekvátní: podráždění je vyvoláno až při veliké intenzitě podnětu
· činnost smyslových buněk
-  podráždění: depolarizace membrány receptoru, která vede ke vzniku membránového potenciálu, se sílou podnětu amplituda potenciálu stoupá a dochází k jeho přenosu na nervové vlákno – vzniká akční potenciál
-  receptoru hmatu a čichu se rychle adaptují, snižuje se frekvence potenciálu při dlouhém dráždění
-  naopak receptory bolesti (nocireceptory) nejsou adaptace téměř vůbec schopné
 
Rozdělení receptorů
· receptory se dělí podle mnoha kritérií, týkajících se jejich přenášených signálů
· podle prostředí z něhož přijímají informace
-  exteroreceptory: informace z vnějšího prostředí
-  interoreceptory: informace z vnitřního prostředí
•  proprioreceptory: informují o svalové soustavě
•  enteroreceptory: informují o vnitřních orgánech
· podle druhu adekvátního signálu
-  chemoreceptory: jsou citlivé na různé chemické vlastnosti sloučenin (pH, funkční skupiny), patří sem čich, chuť, vnitřní chemoreceptory a receptory pro vnímání bolesti)
-  mechanoreceptory: citlivé na různé formy mechanické energie (tlak, pohyb, vlnění vzduchu nebo vody), patří sem sluch a hmat, statokinetické orgány, proudové orgány
-  termoreceptory: jsou citlivé na teplotu nižší nebo vyšší, než je teplota těla organismu
-  fotoreceptory: jsou citlivé na světelné záření o určité vlnové délce a optické jevy (intenzita a barva světla, lesk, průhlednost), patří sem zrak
-  radioreceptory: reagují na záření různé vlnové délky (radioaktivní)
-  elektroreceptory: reagují na elektrické podněty, primárně u vodních obratlovců
· podle stavu a umístění na těle živočicha
-  všeobecné: většinou rovnoměrně rozptýleny v těle živočicha
-  speciální: soustředěny do celistvých orgánů v určité části těla, zejména pak na hlavě
 
Smyslové orgány živočichů a člověka
· jedná se o specializované shluky buněk, které mají všechny stejnou funkci – rozpoznávání určitého typu smyslových vjemů
 
Chemoreceptory
· podávají informace o chemických vlastnostech prostředí
· tuto schopnost mají všechny organismy, ale v čich a chuť se vyvinula jen u vyšších živočichů
· chuťové orgány
-  výběr potravy, ochrana před škodlivinami
-  adekvátní podnět představují látky rozpuštěné ve vodě, případně ve slinách přímo
-  bezobratlí: všeobecné smysly (např. papily na tykadlech, končetinách (členovci) nebo v dutině ústní)
-  obratlovci: speciální smysly, uložení především v dutině ústní nebo na přívěscích okolo úst (ryby), na jazyku nebo v hltanové sliznici
•  u obratlovců se jedná o tzv. chuťové pohárky (skupiny válcovitých smyslových buněk a podpůrných buněk)
•  u savců jsou uloženy na jazyku a jsou schopny rozlišovat 4 chuti
-  chuťové ústrojí člověka
•  taktéž chuťové pohárky, které jsou uloženy ve slizničním epitelu na papilách jazyka a ve sliznici měkkého patra a zadní stěně hltanu
•  na jazyku dospělého člověka nalezneme 10 000 chuťových pohárků (ve stáří jich ubývá)
•  vzruchy jsou vedeny do centra chuti v temenním laloku mozkové kůry
•  rozlišuje se chuť sladká, slaná, hořká a kyselá, přičemž výsledná chuť je vždy kombinací těchto 4 – k podráždění dochází na všech oddílech najednou, ovšem v rozdílné míře
•  pálivá chuť pikantní stravy vzniká stimulací nervových zakončení v jazyku citlivých na bolest
 
· čichové orgány
-  slouží  k orientaci, vyhledávání potravy, partnera, ke komunikaci (tvorba teritorií)
-  podnětem jsou plynné látky rozpuštěné v kapalině na čichových zakončeních
-  bezobratlí: jamky vystlané smyslovým epitelem (medúzy, měkkýši), smyslové brvy na tykadlech (členovci), vlhkostní smysl (hmyz…)
-  obratlovci: speciální orgány v čichové sliznici nosu či na dně čichových jamek (paryby, ryby)
•  jedná se tu o smyslové buňky vmezeřené mezi výstélkový epitel nosní dutiny
•  obratlovci s dobrým čichem jsou plazi a tzv. makrosmatičtí savci (psovité šelmy)
•  obratlovci se špatným čichem jsou ptáci a tzv. mikrosmatičtí savci (primáti, kočkovité šelmy)
•  Jacobsonův orgán: vomeronasální (komunikuje jak z nosní, tak s ústní dutinou) orgán, jedná se o vychlípeninu dutiny ústní do dutiny nosní, vyskytuje se u plazů (vyjma želv a krokodýlů), u obojživelníků, a má funkci vyhodnocování pachů zanášených do orgánu jazykem
-  čichové ústrojí člověka
•  čichové receptory jsou čichové buňky umístěné v čichovém políčku sliznice v horní třetině nosní přepážky a ve stropu nosní dutiny
•  tyčinkovité buňky s vlásky se zužují v tenká čichová vlákna procházející do lebeční dutiny a spojující se v čichový nerv
•  princip: plynné látky se rozpustí v hlenu, podráždí čichové buňky, vzruchy jsou pak vedeny vlákny čichového nervu, která prochází dírkovanou ploténkou čichové kosti, do centra čichu (kyjovité útvary pod čelními laloky koncového mozku)
•  je možno rozlišit 7 pachů
•  při rýmě je pak čichové vnímání potlačeno (zduřelá sliznice nosní dutiny zabraňuje vnímání pachů) – čichové buňky jsou kryty příliš tlustou vrstvou hlenu
· vnitřní chemoreceptory
-  interoreceptory, které se podílí na udržení homeostázy
-  jsou citlivé na složení plynů v dýchacích orgánech a na složení tělních tekutin
· receptory pro vnímání bolesti
-  všeobecně rozmístěné receptory, všeobecné smysly
-  ochraňují organismus před poškozením, bez nich prakticky není možné přežití
-  jsou to většinou volná, rozvětvená nervová zakončení v kůži, ve svalech a kloubních pouzdrech, ve stěně trávicí trubice, srdce, cév, ve vazivových obalech orgánů
-  podstata bolesti: v poškozené tkáni se tvoří určité látky, které dráždí nervové vlákno
-  bolest
•  povrchová: kožní
•  hluboká: vychází z kloubních pouzder a svalů
•  orgánová: nepřesně ohraničená
 
Mechanoreceptory
· jsou uzpůsobeny pro vnímání mechanických podnětů (tlak, zvuk, vlnění…)
· hmatové orgány
-  slouží k ochraně, komunikaci a orientaci
-  podnětem je dotyk, tlak a chvění
-  jedná se opět o všeobecné smysly (jako nocireceptory – receptory bolesti), jsou na celém povrchu těla, v některých místech jsou více koncentrovány
-  bezobratlí: smyslové buňky žahavců, smyslové štětinky ploštěnců, hmatové chlupy členovců (tzv. senzily)
-  obratlovci
•  hmatové chlupy savců, hmatová peříčka ptáků (vibrisy) u kořene zobáku
•  hmatová tělíska v kůži – Pacciniho tělíska (skupiny buněk obklopených nervovými vlákny)
•  volná nervová zakončení
-  hmatová tělíska člověka
•  převážně v kůži
•  jedná se o čidla dotyku a tlaku
•  hmatová tělíska (Meissnerova) jsou uložena v kůži a sliznici dotykových orgánů (dlaň, prsty, rty)
•  receptory tlaku (Vater-Pacciniho tělíska) se nachází v podkožním vazivu
•  na principu mechano receptoru a v podstatě i termoreceptorů fungují receptory bolesti, volná nervová zakončení
· proprioreceptory
-  reagují na činnost pohybové soustavy
-  proprioreceptory u člověka (obratlovců) jsou svalová vřeténka a šlachová tělíska
· proudový orgán
-  jedná se o speciální smyslový orgán
-  slouží k vnímání proudění a tlaku vody (u vodních živočichů) – orientace
-  ryby mají proudový orgán v podobě tzv. postranní čáry, paryby pak v podobě Lorenziniho ampuly
-  proudový orgán je tvořen speciálními kožními mechanoreceptory - neuromasty
· statokinetické ústrojí
-  speciální orgán udržení rovnováhy
-  bezobratlí
•  polohový orgán statocysta
•  je tvořen vychlípeninou tělního povrchu, která je vystlaná obrveným smyslovým epitelem
•  v dutině vychlípeniny jsou drobná tělíska z vápence, která při pohybu mění svou polohu a tak dráždí smyslové buňky
-  obratlovci (tj. i člověk)
•  statokinetické centrum je umístěno v blanitém labyrintu ve vnitřním uchu (vláskovité buňky, obsahuje samozřejmě také pevnou částici, tzv. otolit, ta při pohybu dráždí smyslové buňky)
•  rovnovážné ústrojí (statické): registruje polohu těla a jeho částí
•  ústrojí pohybu (kinetické): registruje pohyby, např. rotační pohyby hlavy
-  ústrojí rovnováhy a pohybu člověka
•  je součástí vnitřního ucha (blanitý labyrint)
•  říká se mu jinak vestibulární orgán
· sluchové ústrojí
-  speciální smysl pro orientaci a akustickou komunikaci
-  podnětem jsou zvukové vlny (resp. tlak vykonávaný molekulami vzduchu)
-  bezobratlí
•  chloupky na končetinách pavouků
•  tympanální orgány hmyzu – blanka v chitinovém rámečku, v ní smyslové buňky, umístěny na nohou nebo hrudi (3-19 000 Hz)
-  obratlovci
•  sluchový orgán uložen v uchu (až 3 části)
•  vlastní sluchový aparát tvoří vnitřní ucho (se sluchovými buňkami Cortiho orgánu), uložené v chrupavčitém, později kostěném pouzdře ve stěně lebeční
•  střední ucho (bubínek, středoušní kůstky) se vyskytuje až u obojživelníků
•  vnější ucho (zvukovod, boltec) se dokonale tvoří až u savců
-  sluchové ústrojí člověka
•  slouží k přijímání zvukových vln, které přeměňuje na mechanické vibrace stimulující nervové buňky (16 – 20 000 Hz)
 
•  vnitřní ucho
-  tvořeno kostěným labyrintem v dutinách kosti skalní, v něm je blanitý labyrint a mezi nimi pak perylymfa
-  součástí kostěného labyrintu je hlemýžď, v něm je uložen blanitý labyrint, který obsahuje Cortiho orgán
-  v hlemýždi je napnutá bazální membrána, na bazální membráně jsou umístěny vláskovité buňky Cortiho orgánu které registrují vzruchy
-  na jejich tělo jsou napojeny sluchové nervy a nad celým Cortiho ústrojím se volně vznáší krycí membrána

•  střední ucho
-  jedná se o dutinu bubínkovou v kosti spánkové
-  je spojena s nosohltanem tzv. Eustachovou trubicí (vyrovnání rozdílů tlaků v hlavě)
-  nachází se tu sluchové kůstky – kladívko, kovadlinka a třmínek, které převádějí zvukové vlny bubínku na větší energii (zesilují zvuk, jenž přenáší do vnitřního ucha na samotné receptory Cortiho orgánu)
-  bubínek je membrána, která dělí vnější a střední ucho

•  vnější ucho
-  vnější přijímač vzruchů, zvuku, má dvě části – zevní zvukovod a boltec
-  zevní zvukovod: vede zvukové vlny k bubínku, je kryt kůží, která obsahuje mazové žlázy
-  boltec zachycuje zvukové vlny (jeho podkladem je chrupavka, která nezasahuje do lalůčku)

•  vnější ucho zvukové vlny vede k bubínku, ty jej rozkmitají a následně jsou transformovány sluchovými kůstkami, rozechvěje se perylymfa a následně vlákna bazální membrány Cortiho orgánu, následně jsou rozkmitány vláskové buňky (Cortiho), ty naráží na krycí membránu a podráždí sluchový nerv
-  speciálním smyslem založeným na mechanoreceptorech je tzv. echolokace – vysílání ultrazvukových impulsů (netopýr ústy, delfín váčky) a zpětný příjem, na základě nějž se živočich orientuje
 
Fotoreceptory
· zrakové ústrojí zachycuje světelné (elektromagnetické) vlnění
· orientace, ochrana, optická komunikace
· zrak
-  rozptýlené světločivné buňky v pokožce
•  v buňkách jsou pouze světlolomná tělíska (registrují pouhé světlo a stín – kroužkovci)
•  už u prvoků (např. krásnoočka) můžeme nalézt stigma – světločivné tělísko, reagující na světlo a tmu
•  světločivné buňky vyvolávají fototaxi – pohyb za světlem (pozitivní za světlem, negativní od světla)
-  oči
•  orgány tvořené světločivnými buňkami, resp. různými typy fotoreceptorů
•  způsoby vidění
-  kontrastní: rozlišení intenzity světla (pouze sítnice)
-  směrové: registrace i směru světla (sítnice + pigmentové buňky), např. medúzy
-  obrazové: rozlišení předmětů (světlolomná zařízení)
•  typy očí
-  miskovité: kroužkovci
-  pohárkovité: vchlípenina pod pokožku (plži)
-  složené: mozaikové, velký počet oček (omatidií), každé má vlastní sítnici a čočku a pozoruje určitou část objektu (členovci)
-  komorové: na sítnici se vytváří jednotná převrácený obraz pozorovaného objektu, schopnost měnit ohniskovou vzdálenost, např. hlavonožci a obratlovci (ukázka konvergence druhů, které si ale nejsou jinak geneticky příbuzné)
-  zrakové ústrojí člověka
•  hlavním orgánem je oko, tvořené oční koulí, uloženou v dutině očnice, a přídatnými orgány
•  viditelné světlo je 380-760 nm
•  elektromagnetické záření se v oku transformuje na nervové signály
•  stavba oka
-  bělima: tuhá vazivová blána na povrchu, ochrana, na bělimu se také upínají okohybné svaly a vzadu jí prostupuje zrakový nerv
-  rohovka: průhledná vrstva na přední straně bulvy, optická soustava oka
-  cévnatka: pojivo prostoupené cévami, které vyživuje, obsahuje také pogmentové buňky které pohlcují světlo, v přední části pak přechází v řasnaté těleso, na němž je zavěšena čočka
-  duhovka: pigmentovaná, uprostřed je otvor – zornice (hladké svaly v duhovce umožňují změnu jejího průměru – reflexe)
-  čočka: optický aparát, je světlolomná, je schopná akomodace (ostření), při pohledu zblízka se vyklenuje
-  sítnice: obsahuje vrstvu zrakových buněk a 2 vrstvy neuronů
•  jsou tu zrakové buňky – tyčinky, které umožňují černobílé vidění a vnímání světla
•  dále tu jsou čípky, které umožňují vidění barevné (červená, zelená a modrá), obsahují rhodopsin (zrakový purpur) a ten se při absorpci světla rozpadá na opsin a vzniklá energie utváří receptorový potenciál – přenos signálu do mozku
•  na sítnici se vytváří převrácený a zmenšený obraz
•  žlutá skvrna je místo s největší koncentrací čípků, tedy s nejostřejším viděním
•  slepá skvrna naopak neobsahuje smyslové buňky, je to pouze místo vývodu zrakového nervu
-  sklivec: hmota uvnitř oka, optický aparát
-  oční komory: jsou vyplněny komorovým mokem, přední je mezi rohovkou a duhovkou, zadní mezi duhovkou a čočkou
•  přídatné orgány
-  okohybné svaly
-  víčka: ochrana před poraněním a vysycháním (ptáci a plazi mají třetí víčko – mžurku)
-  spojivky: prokrvená tkáň mezi rohovkou a víčky
-  slzné žlázy: nad vnějším koutkem oka, zvlhčování oka a vyplavování nečistot (slzné kanálky odvádějí přebytečné slzy do dutiny nosní)
-  řasy, obočí: zachycení nečistot
•  mechanismus vidění
-  světelné záření přichází na sítnici, tam se rozkládá oční barvivo na opsin
-  následně dochází k podráždění smyslových buněk tyčinek a čípků
-  barvivo se regeneruje za tmy (obraz vzniká až v mozkové kůře)
-  z tyčinek a čípků přechází signál na nervové buňky a ty přenáší vzruch na zrakový nerv, který vede do kůry mozkové
•  vady zraku
-  barvoslepost (daltonismus)
-  krátkozrakost (myopie): porucha, při níž člověk blízké předměty vidí ostřeji než vzdálené – světelné paprsky vzdálených předmětů s sbíhají už před sítnic, náprava pomocí rozptylek
-  dalekozrakost (hypermetropie): porucha, při níž vzdálené předměty se zobrazují ostřeji než blízké, blízké předměty se zobrazují za sítnicí, náprava pomocí spojek
-  astigmatismus: rohovka není souměrně vyklenutá, bývá nepravidelného tvaru, paprsky jsou nepravidelně soustřeďovány na sítnicí – neostré a hlavně deformované vidění, náprava cylindrickými čočkami

 
Termoreceptory
· vnímání teploty okolí, ochrana
· podnětem je změna teploty v prostředí
· bezobratlí
-  tepelná čidla členovců (u hmyzu na tykadlech)
· obratlovci
-  kožní receptory: všeobecné receptory, rozmístěné po celém těle
•  jsou to nervová vlákna
•  chladová čidla: Krauseho tělíska
•  tepelná čidla: Ruffiniho tělíska
•  zachycují tepelné vlnění v okolí organismu, stavbou se podobají hmatovým tělískům
-  infrareceptory: plati, lokalizují pomocí nich kořist
•  podnětem je infračervené záření
•  jsou uloženy v jamkách horní a dolní čelisti
· termoreceptory člověka
-  čidla chladu (Krauseova tělíska) jsou uložena blíže povrchu kůže a je jich mnohonásobně více, než čidel tepla (Ruffiniho tělíska), která jsou hlouběji ve škáře
 
· hlavní smysly jsou pro každého živočicha jiné, odvíjejí se velmi často od prostředí a způsobu jeho života
· pro člověka jsou hlavními smysly zrak a sluch