Анатомия и физиология органов вкуса, обоняния и висцеральной системы

Вкусовые ощущения возникают в результате химического раздражения различными веществами вкусовых почек в слизистой оболочке полости рта. На языке, нёбе и стенках глотки расположено около 10000 вкусовых почек.

Поверхность языка покрыта множеством мелких выростов, или сосочков, на апикальных концах которых расположена большая часть вкусовых почек (по 100 почек на сосочке). Каждая почка образована примерно 40 продолговатыми клетками, окружающими в виде долек апельсина вкусовую пору. Среди этих клеток различают два вида — опорные и рецепторные. На апикальной поверхности рецепторных клеток расположено несколько микроворсинок в виде волосков, выступающих во вкусовую пору; к базальным поверхностям рецепторных клеток подходят окончания вкусового нерва.

Для того чтобы то или иное вещество могло вызвать возбуждение вкусовой почки, оно должно раствориться в жидкой среде полости рта. При наложении сухих кристаллов на сухую поверхность языка вкусовые ощущения не возникают. Полагают, что эти ощущения обусловлены связыванием молекулы раздражающего вещества с мембраной микроворсинок рецепторных клеток. В результате этого связывания проницаемость мембраны чувствительной клетки изменяется и наступает ее деполяризация. Считается, что рецепторные клетки образуют с окончаниями вкусового нерва химические синапсы. При деполяризации рецепторной клетки из нее высвобождается химический медиатор, возбуждающий окончания вкусового нерва.

Существуют четыре   ощущения вкуса: сладкий, кислый, соленый и горький. В последнее время некоторые исследователи отмечают наличие пряного вкуса. Каждое из них возникает при раздражении определенной области языка. Кончик языка лучше различает сладкое, боковые стороны — кислое и соленое, горечь   лучше воспринимается вкусовыми почками корня языка.

Ощущение сладкого  вкуса возникает при воздействии на язык целого ряда веществ (сахаров, гликолей, спиртов и др.)    

 Другие вкусовые ощущения более соответствуют химическому строению веществ. Соленый вкус всегда возникает при действии ионов неорганических солей, кислый — при нанесении кислот. Чем ниже PH раствора, тем он кислее.

 Горькие вещества — это либо алкалоиды, либо органические соединения, имеющие молекулу с длинной цепью. Неприятный горький вкус может служить предупреждением об опасности — токсины многих ядовитых растений являются алкалоидами.

  Вкусовые волокна идут от языка к   продолговатому мозгу в составе трех черепно-мозговых нервов — лицевого, языкоглоточного и блуждающего. Лицевой нерв содержит волокна от передних двух третей, а языкоглоточный — от задней трети языка.  Вкусовые волокна нейронов второго порядка восходят от   продолговатого мозга к отделам таламуса.   Волокна нейронов третьего порядка направляются от таламуса к постцентральной извилине коры

  Обонянием называют способность ощущать запах. Обонятельные рецепторы расположены в обонятельном эпителии, выстилающем верхнюю поверхность полости носа.    В этом эпителии содержится около 100 млн. рецепторов, расположенных среди опорных клеток. На конце каждого рецептора имеется несколько ворсинок -  чувствительных волосков; эти волоски погружены в слой слизи, покрывающий обонятельный эпителий.

Обонятельные рецепторы представляют собой чувствительные нейроны, аксоны которых образуют обонятельный нерв.

Для того чтобы возникло ощущение запаха, вещество должно быть летучим (благодаря чему оно попадает с вдыхаемым воздухом в полость носа) и растворимым в воде (что позволяет ему проникать через слой слизи, покрывающий рецепторы).

Считается, что возбуждение обонятельных рецепторов происходит при взаимодействии молекулы пахучего вещества с особыми воспринимающими участками, расположенными на покрытой ресничками поверхности рецептора. Хотя механизм этого взаимодействия неясен, известно, что рецепторная клетка деполяризуется и возникает генераторный потенциал. Последний потенциал и служит тем деполяризующим стимулом, под влиянием которого генерируются потенциалы действия в обонятельном нерве.

Существует целый ряд первичных обонятельных ощущений, примерно от 50 до 100.   Многие люди не воспринимают определенные запахи; это явление носит название аносмии.

Волокна обонятельного нерва заканчиваются в обонятельной луковице. Волокна, идущие от луковицы  направляются  к различным, плохо изученным областям переднего мозга. К этим областям относятся гиппокамп, лобная и височная доли коры.     

    Обонятельная информация поступает также в таламус, гипоталамус и ретикулярную формацию. Большинство центральных структур, получающих обонятельную информацию, отвечают за интеграцию соматической и вегетативной деятельности. Эти структуры, образующие лимбическую систему, участвуют в регуляции пищевого, полового и сложного эмоционального поведения, например страха и удовольствия.

Большая роль в жизнедеятельности человека принадлежит висцеральной, или интероцептивной сенсорной системе. Она воспринимает изменения внутренней среды организма и поставляет   нервной системе информацию, необходимую для рефлекторной регуляции работы всех внутренних органов.

Механорецепторы реагируют на изменение давления в полых органах и сосудах, их растяжение и сжатие. Хеморецепторы сообщают ЦНС об изменениях химизма органов и тканей. Их роль особенно велика в рефлекторном регулировании и поддержании постоянства внутренней среды организма.

Проводящие пути и центры висцеральной сенсорной системы представлены, в основном, блуждающим, чревным и тазовым нервами. Блуждающий нерв передает афферентные сигналы в ЦНС по тонким волокнам с малой скоростью от практически всех органов грудной и брюшной полости, чревный нерв — от желудка, брыжейки и тонкого кишечника, а тазовый — от органов малого таза.

В составе этих нервов имеются как быстро, так и медленно проводящие волокна. Импульсы от многих интерорецепторов проходят по задним и вентролатеральным столбам спинного мозга.

Интероцептивная информация поступает в ряд структур ствола мозга и подкорковые образования. Важную роль играет гипоталамус, где имеются проекции чревного и блуждающего нервов. Высшим отделом висцеральной сенсорной системы является кора больших полушарий.

Возбуждение некоторых интерорецепторов приводит к возникновению четких локализованных ощущений, т.е. к восприятию (например, при растяжении стенок мочевого пузыря или прямой кишки).

В тоже время возбуждение интерорецепторов сердца и сосудов, печени, почек, селезенки, матки и ряда других органов не вызывает ясных осознаваемых ощущений. Возникающие в этих случаях сигналы часто имеют подпороговый характер. И.М.Сеченов указывал на «темный, смутный» характер этих ощущений.

Изменение состояния внутренних органов, регистрируемое висцеральной системой (даже если оно не осознается человеком), оказывает значительное влияние на его настроение, самочувствие и поведение. Это связано с тем, что интероцептивные сигналы приходят в кору мозга, изменяя активность многих ее отделов.

Особенно важна роль интероцептивных условных рефлексов в формировании сложнейших цепных реакций, лежащих в основе пищевого и полового поведения.

Лекция 18

Анатомия и физиология кожи

   ожа: её строение и функции

Кожа имеет поверхность около 1,5-2 м², представляет собой самый большой орган человеческого тела. Состояние кожи зависит от возраста, питания и образа жизни, а в некоторых случаях и от наследственности. 

Наружный слой кожи – эпидермис, образованный лежащими друг над другом в несколько десятков слоев эпителиальными клетками. Верхняя часть эпидермиса, имеющая непосредственный контакт с внешней средой  - роговой слой. Он состоит из состарившихся и ороговевших клеток, которые постоянно слущиваются с поверхности кожи, и заменяются молодыми, мигрирующими из глубоких слоев эпидермиса (полное обновление эпидермиса, например, на подошве длится около месяца, а на локтевом сгибе – 10 дней).
Роговому слою, мы обязаны тем, что наше тело не высыхает, и внутрь не проникают чужеродные вещества и возбудители болезней. Существенную помощь в этом оказывает так называемая защитная кислотная мантия (гидролипидная), которая покрывает поверхность кожи тонкой пленкой. Она состоит из жира сальных желез,  пота и составных частей вязких субстанций, которые связывают отдельные роговые клетки. Защитную кислотную мантию можно рассматривать в качестве собственного крема кожи. Она слегка кисловата (по сравнению со щелочной средой, потому и называется кислотной) — химическая среда, в которой обычно погибают бактерии и грибки.
В самом глубоком слое эпидермиса расположены меланоциты – клетки, вырабатывающие пигмент меланин. От количества этого пигмента зависит цвет кожи – чем его больше, тем она темнее. Образование меланина усиливается под действием ультрафиолетовых лучей, именно это и  является причиной загара.
Следующий слой – дерма – также неоднороден. В его верхней части, расположенной непосредственно под эпидермисом, находятся сальные железы. Их выделения вместе с секретом потовых желез образуют на поверхности кожи тонкую пленку – водно-жировую мантию, которая предохраняет кожу от вредных воздействий и микроорганизмов. Лежащие ниже эластичные волокна придают коже упругость, а коллагеновые волокна – прочность.
Третий слой кожи – гиподерма (подкожная клетчатка) – служит теплоизолирующей прокладкой и смягчает механические воздействия на внутренние органы. Подкожная жировая клетчатка в различных частях тела имеет неодинаковую толщину: на животе, ягодицах, ладонях она развита хорошо; на ушных раковинах красной кайме губ она выражена очень слабо. У тучных людей кожа малоподвижна, у худых и истощенных людей она легко смещается. В подкожной клетчатке откладываются запасы жира, которые расходуются при болезнях или в других неблагоприятных случаях. Подкожная клетчатка защищает организм от ушибов, переохлаждений. В собственно коже и подкожной клетчатке находятся кровеносные и лимфатические сосуды, нервные окончания, волосяные фолликулы, потовые и сальные железы, мышцы.   

Ровно четвертая часть всей крови циркулирует в коже, поставляя ей все необходимое для образования молодых клеток. Артериальные сосуды в коже образуют поверхностную и глубокую сети. Первая расположена на уровне основания сосочков кожи; вторая — на границе собственно кожи и подкожной клетчатки.   Большое значение для окраски кожи имеет распределение сосудов. Чем ближе сосудистая сетка к поверхности кожи, тем ярче румянец у человека.

В коже имеется большое количество нервных окончаний. Нервы также образуют в коже две сети, идущие параллельно сосудистым; в эпидермисе они заканчиваются нервными волокнами и свободными окончаниями.

Чувствительность кожи очень велика, так как, помимо нервов, в подкожной жировой клетчатке располагаются еще нервные специальные аппараты. Они передают ощущения давления, прикосновения, холода и тепла.

Как кожа обновляется

Зародышевый слой особенно важен, поскольку именно здесь постоянно возникают молодые клетки. В течение 28 дней они продвигаются к поверхности кожи, теряя при этом клеточное ядро. И уже плоскими, «мертвыми» клетками   образуют  видимый  поверхностный слой кожи, так называемый роговой слой.

Ороговевшие клетки отпадают в процессе ежедневных трений при мытье, вытирании и т.п.   и постоянно заменяются снизу другими. Этот процесс называется регенерацией. В течение трех-четырех недель вся верхняя кожа полностью обновляется. Если этот цикл действует бесперебойно и без помех, верхняя кожа превосходно защищает нижние слои.      Поверх дермы располагается слой верхней кожи, который, в свою очередь, подразделяется на пять различных слоев. В самом низу зародышевый слой образует молодые кератиновые, пигментные и иммунные клетки. В течение 28 дней они перемещаются вверх и становятся при этом все более плоскими. В виде сухих клеток без ядра они образуют защитный роговой слой толщиной примерно 0,03 мм.

Кожа — климатическое устройство

В коже заложены нервные окончания и нервные аппараты, воспринимающие температурные раздражения. Холод воспринимается быстрее, чем тепло. Однако и холод и тепло ощущаются неодинаково на разных частях тела. Наименее чувствительна к холоду и теплу кожа лица, наибольшей чувствительностью отличается кожа конечностей. О чувствительности кожи к температурным раздражениям свидетельствует тот факт, что кожа ощущает разницу в температуре на 0,5 °С.

Кожа — орган пятого чувства

Вместе со зрением, слухом, вкусом и обонянием кожа принадлежит к   органам чувств. Она не только самый большой, но и самый чувствительный орган среди них. Она молниеносно оповещает нас о горячем, холодном и остром.

Своей невероятной чувствительностью кожа обязана крошечным осязательным тельцам, рецепторам давления, холода и теплоты, свободным нервным волокнам и прочим сенсорам в соединительной ткани и дерме.