1 NARZĄD WZROKU

Oko
NARZĄD WZROKU
można porównać do kamery cyfrowej, wyposażonej w:
• system soczewek (rogówka, soczewka, ciało szkliste)
• automatyczną regulację ostrości obrazu (akomodacja)
• automatyczną regulację przesłony (adaptacja)
• matrycę z czujnikami fotoelektrycznymi
(siatkówka z pręcikami i czopkami)
Sygnały generowane
przez fotoreceptory są
najpierw przetwarzane
przez inne komórki
siatkówki, a następnie
przesyłane „kablem”
(nerw wzrokowy) do
głównego procesora
(obszar wzrokowy kory
mózgu).
Ogólna topografia oka
Warstwy ściany gałki ocznej:
• warstwa włóknista:
• warstwa naczyniowa:
• warstwa nerwowa:
Twardówka
Tkanka łączna zbita:
• włókna kolagenowe
• włókna sprężyste
• fibrocyty
• melanocyty
• słabe unaczynienie
Funkcje:
• nadaje ścianie gałki
ocznej wytrzymałość
mechaniczną
i elastyczność
• jest miejscem przyczepu
mięśni okoruchowych
twardówka
rogówka
naczyniówka właściwa
ciałko rzęskowe
tęczówka
siatkówka (część optyczna i „ślepa”)
Warstwy:
Rogówka
• nabłonek
wielowarstwowy płaski
• błona Bowmana
• zrąb (nieunaczyniony):
fibryle kolagenowe
fibrocyty
słabiej uwodniona istota
podstawowa
• błona Descemeta
• nabłonek jednowarstwowy płaski
(śródbłonek)
Funkcja: działa
jak soczewka (42 D)
1
Regularny (warstwowy i równoległy) układ fibryli kolagenowych w zrębie,
słabe uwodnienie i brak naczyń odpowiadają za przejrzystość rogówki.
Naczyniówka właściwa
• wiotka tkanka łączna
• liczne melanocyty
• liczne naczynia krwionośne
fibrocyt
twardówka
Sclera
naczyniówka
właściwa
fibryle kolagenowe
siatkówka
Retina
Rogówka posiada bardzo intensywne
unerwienie czuciowe z zakresu nerwu
trójdzielnego – odpowiada za dośrodkową
komponentę odruchu rogówkowego
Ciałko rzęskowe
• zrąb z naczyniami
i mięśniami gładkimi
• wyrostki pokryte
nabłonkiem
• więzadełka Zinna
(fibrylina)
Funkcje:
• akomodacja
• produkcja płynu
wodnistego
Funkcja:
odżywianie
fotoreceptorów
siatkówki
Nabłonek ciałka rzęskowego
• ‘dwuwarstwowy’ sześcienny, jest
przedłużeniem części ślepej siatkówki –
warstwy zwrócone do siebie szczytami
komórek, dwie blaszki podstawne
• warstwa powierzchniowa - komórki jasne
(wpuklenia błony kom., liczne mitochondria)
- transportują jony i wodę (produkcja płynu
wodnistego)
• warstwa głęboka –
komórki z ziarnami
melaniny
Akomodacja:
- przy rozluźnionych mięśniach ściana gałki ocznej napina
więzadełka Zinna, soczewka ma kształt bardziej płaski
(ostre widzenie dalekich obiektów)
- przy obkurczonych mięśniach więzadełka Zinna zostają
poluźnione, a elastyczność soczewki nadaje jej kształt
bardziej wypukły (ostre widzenie bliskich obiektów)
- kontrola – układ przywspółczulny (ze zwoju rzęskowego)
Tęczówka
Soczewka
(twór
nabłonkowy)
torebka (b. gruba
blaszka podstawna)
• nabłonek sześcienny
(tylko na przedniej
powierzchni)
• włókna soczewkowe
•
W obszarze równikowym komórki nabłonka
przekształcają się w włókna soczewkowe
• zrąb łącznotkankowy z licznymi
melanocytami (odpowiada za barwę
oczu) i naczyniami
• przednia powierzchnia: nieciągły
nabłonek płaski
• tylna powierzchnia pokryta nabłonkiem
dwuwarstwowym sześciennym
(pigmentowanym)
• zwieracz źrenicy: kom. mięśniowe gładkie
• rozwieracz źrenicy: kurczliwe wypustki
kom. nabłonkowych
Funkcja: adaptacja i ostrość wzroku
2
Włókna soczewkowe
dojrzałe
(zmodyfikowane komórki nabłonkowe)
• brak jądra
• niewiele organelli
• w cytoplazmie białka krystaliny
(zapewniają przejrzystość i zdolność
załamywania światła)
• połączenia boczne „główka i panewka”
Sieć beleczkowa
(kąt przesączu,
przestrzenie
Fontany)
niedojrzałe
Funkcje: element układu
optycznego (ok. 14 D)
- pośrednio – udział
w akomodacji
• beleczki łącznotkankowe wyścielone
komórkami śródbłonka
• przestrzenie międzybeleczkowe łączą
się z kanałem żylnym twardówki
(kanał Schlemma)
Funkcja: odprowadzanie płynu wodnistego
Siatkówka
Ciało szkliste
• woda
• jony
• kwas hialuronowy
• fibryle kolagenowe
(nieliczne)
• komórki (nieliczne):
- hialocyty (fibroblasty)
- makrofagi
jest warstwowym układem komórek nerwowych
i zawiera trzy pierwsze neurony drogi wzrokowej
ułożone w odrębnych warstwach
naczyniówka
ciało
szkliste
I. komórki
fotoreceptoryczne
II. komórki
dwubiegunowe
Funkcja:
element układu optycznego
(kilka D)
III. komórki
zwojowe
ciało szkliste
Komórki fotoreceptoryczne (komórki pręcikowe i czopkowe) to dwubiegunowe
komórki nerwowe, których dendryty zostały przekształcone w fotoreceptory
(pręciki i czopki)
1. Nabłonek barwnikowy
2. Warstwa fotoreceptorów
segment zewnętrzny
(dyski błoniaste zawierające
barwniki wzrokowe)
3. Błona graniczna zewn.
(połączenia międzykom.)
4. Warstwa jądrowa
zewn. perykariony komórek
fotoreceptorycznych
szczątkowa rzęska
segment wewnętrzny:
- elipsoid (mitochondria)
- mioid (szorstka siateczka,
aparat Golgiego - produkcja
białek dysków błoniastych)
5. Warstwa splotowata zewn.
(wł. nerwowe i synapsy)
6. Warstwa jądrowa
wewn. (perykariony komórek
– tu: kom. dwubiegunowe)
7. Warstwa splotowata
wewn. (wł. nerwowe
i synapsy)
8. Warstwa kom. zwojowych
perykarion z jądrem kom.
9. Warstwa wł. nerwowych
10. Błona graniczna wewn.
(blaszka podstawna)
10 warstw siatkówki
akson
światło (!)
synapsa
Pod wpływem fotonów światła działających na barwniki
wzrokowe dysków dochodzi do hyperpolaryzacji błony i
zahamowania wydzielania neuroprzekaźników w
synapsie – ponieważ jest to synapsa hamująca, drugi
neuron zostaje „odblokowany” i wysyła sygnały do
kolejnych neuronów drogi wzrokowej.
3
Pręcik
Czopek
Czopek
wąski, pałeczkowaty
szerszy, stożkowaty
dyski błoniaste
otoczone błoną
komórkową
dyski błoniaste
są częściowo wpukleniami
błony komórkowej
szypuła łącząca segment wewn.
z perykarionem (wypustka
pręcikonośna)
brak
rodopsyna
jodopsyny
(czopki S, M, L)
wysoka czułość na światło
niższa czułość
niewrażliwy na barwy
wrażliwy na barwy
Pręcik
Nabłonek barwnikowy
Szczególne obszary siatkówki
Funkcje:
• pochłanianie światła
• fagocytoza dysków błoniastych
fotoreceptorów
• udział w resyntezie barwników
wzrokowych
plamka żółta (macula lutea)
plamka ślepa (tarcza n. wzrokowego)
dołeczek
środkowy
• wyeksponowane fotoreceptory
(inne warstwy odsunięte)
• tylko czopki
• brak sumowania sygnałów
(neurony jednosynaptyczne)
• największa ostrość widzenia
• brak fotoreceptorów
• włókna nerwowe zbierają się
tworząc nerw wzrokowy
• po wyjściu z gałki ocznej
ulegają mielinizacji
• miejsce wejścia tętnicy centralnej
siatkówki i wyjścia żył
Powieka
Spojówka:
• nabł. wielowarstwowy walcowaty
z kom. kubkowymi
• blaszka właściwa
• pokrywa także twardówkę
Paradoksy oka:
• w układzie optycznym największą siłę załamywania światła
ma rogówka (a nie soczewka)
• skurcz mięśni ciałka rzęskowego powoduje rozluźnienie
więzadełek Zinna
• fotoreceptory są umieszczone po „złej” stronie siatkówki
(światło musi przejść przez prawie wszystkie warstwy, zanim
dotrze do pręcików i czopków)
• światło powoduje zahamowanie aktywności fotoreceptorów
Tarczka: tkanka łączna zbita
z dużymi gruczołami łojowymi
(gruczoły tarczkowe,
Meiboma)
W okolicy korzeni rzęs
– gruczoły Molla
4
UCHO:
ZEWNĘTRZNE
Narząd
słuchu
i równowagi
ŚRODKOWE
kość skroniowa
(kom.powietrzne)
WEWNĘTRZNE
kanały półkoliste
kosteczki
przedsionek
ślimak
błona
bębenkowa
przewód słuchowy
zewnętrzny
Ucho zewnętrzne
• małżowina uszna
- chrząstka sprężysta
- skóra
błona
bębenkowa
chrząstka
• przewód słuchowy zewnętrzny
- skóra: korzenie włosów;
gruczoły łojowe
gruczoły woskowinowe
(apokrynowe)
- chrząstka sprężysta/kość
• błona bębenkowa
- środkowa warstwa włóknista
- nabłonek zewnętrzny: naskórek
- nabłonek wewnętrzny:
jednowarstwowy sześcienny
korzeń
włosa
gruczoł
łojowy
gruczoł
woskowinowy
Funkcja: wstępne ukierunkowanie
fal dźwiękowych
jama
bębenkowa
trąbka
słuchowa
Ucho środkowe
• jama bębenkowa (wyściółka: błona śluzowa)
- nabłonek jednowarstwowy sześcienny,
w dolnej części walcowaty z migawkami
- blaszka właściwa – unaczyniona i unerwiona
• kosteczki słuchowe (kość grubowłóknista
pokryta błoną śluzową) połączone stawami:
młoteczek, kowadełko, strzemiączko
• mięśnie:
napinacz błony bębenkowej
i m. strzemiączkowy
• trąbka słuchowa (Eustachiusza)
- nabłonek walcowaty z migawkami
przechodzący w wieloszeregowy
z migawkami i komórkami kubkowymi
- cienka blaszka właściwa
- podłoże: kość → chrząstka sprężysta/szklista
- tkanka limfoidalna - migdałek trąbkowy
chrząstka
uchyłki łagiewki
i woreczka
Funkcje ucha środkowego
okienko owalne
• przeniesienie drgań
błony bębenkowej
na drgania płynu
w uchu wewnętrznym
- minimalne straty,
wzmocnienie
i modulacja sygnału
(kosteczki słuchowe,
mięśnie)
• stabilizacja ciśnienia
w jamie bębenkowej
(trąbka słuchowa)
Ucho wewnętrzne:
labirynt (błędnik) kostny i błoniasty
ślimak
(kanał spiralny)
kanały półkoliste
• labirynt błoniasty wypełnia endolimfa
(śródchłonka) bogata w jony K+
• przestrzeń między labiryntem błoniastym
a ścianą kostnego wypełnia perylimfa
okienko okrągłe
przedsionek
okienka:
okrągłe
i owalne
płyn
płyn
bańka
przewody
półkoliste:
górny
Labirynt kostny:
przestrzenie
w kości skalistej
Labirynt błoniasty:
struktury tkankowe
wypełniające
labirynt kostny
tylny
poziomy
przewód ślimaka
przewód łączący
i woreczek
łagiewka
przewód
i woreczek
śródchłonkowy
5
Zmysł słuchu: kanał spiralny i przewód ślimaka
Labirynt błoniasty – obszary zmysłowe
błona Reissnera
plamki
woreczka i łagiewki
grzebienie
baniek
przewodów
półkolistych
schody przedsionka
prążek naczyniowy
schody środkowe
(przewód ślimaka)
błona
nakrywkowa
rąbek
spiralny
narząd Cortiego ślimaka
Obszary zmysłowe są utworzone przez dwa
główne typy komórek nabłonkowych:
• komórki zmysłowe zaopatrzone w stereocylia
(komórki rzęsate) i kontaktujące się z włóknami
(zakończeniami) nerwowymi o charakterze
aferentnym i eferentnym; komórki reagują na
mechaniczne zginanie stereocyliów, mają zdolność
do depolaryzacji i wydzielania neuroprzekaźników
• komórki podporowe
nerw
ślimakowy
więzadło
spiralne
błona podstawowa
(blaszka spiralna
błoniasta)
schody bębenka
narząd Cortiego
Narząd Cortiego
błona nakrywkowa
kom. rzęsate zewn.
błona nakrywkowa
komórki
Hensena
kom. rzęsata wewn.
stereocylia
kom. rzęsate zewn.
blaszka
siatkowata
komórki
Klaudiusza
komórki
rzęsate
wewn.
komórki
Boettchera
błona
podstawowa
tunel wewnętrzny
komórki
falangowe zewn.
filary
tunel wewnętrzny
komórki falangowe
zewnętrzne (Deitersa)
włókna nerwowe
komórki
falangowe
wewnętrzne
błona podstawowa
Jak działa komórka rzęsata
Komórki
rzęsate
• stereocylia
• szorstka i gładka siateczka
• w części podstawnej:
pęcherzyki synaptyczne i mitochondria
• kontakt z zakończeniami nerwowymi
endolimfa (K+ )
wypustka
aktywowany przez K+
napływ Ca2+
zakończenie
nerwowe
Komórki rzęsate zewnętrzne:
• liczniejsze, 3 szeregi
• stereocylia (3 rzędy) o wzrastającej wysokości
i ułożeniu przestrzennym „w”
• podstawy objęte przez komórki falangowe
zewnętrzne, szczyty przez ich wypustki
Komórki rzęsate wewnętrzne:
• jeden szereg
• stereocylia (3 rzędy) ułożone linearnie
• objęte prawie w całości przez komórki
falangowe wewnętrzne
mechaniczne otwarcie kanałów,
napływ K+ - depolaryzacja
komórka
falangowa
pompa usuwająca Ca2+
egzocytoza neuroprzekaźnika
- pobudzenie włókien nerwowych
Ca2+-zależne usuwanie K+
odtworzenie potencjału
błonowego
• zgięcie stereocylium powoduje napływ jonów K+ przez specjalne
otwierane mechanicznie kanały jonowe i depolaryzację komórki
• depolaryzacja komórki rzęsatej powoduje napływ jonów Ca2+ i wzrost
ich stężenia w cytoplazmie
• jony Ca 2+ uruchamiają egzocytozę neuroprzekaźnika
• nadmiar jonów K+ i Ca 2+ jest stale usuwany przez transportery błonowe
6
Jak działa
narząd
Cortiego
Zmysł równowagi
błona nakrywkowa
komórka rzęsata
wewnętrzna
komórki rzęsate
zewnętrzne
błona podstawowa
• wywołane drganiami płynu przemieszczenia błony nakrywkowej względem
błony podstawowej powodują zginanie stereocyliów komórek rzęsatych
• komórki rzęsate wewnętrzne mają kontakt wyłącznie z aferentnymi
zakończeniami nerwowymi i są odpowiedzialne za podstawowy odbiór
fal dźwiękowych
• komórki rzęsate zewnętrzne mają kontakt z aferentnymi i eferentnymi
zakończeniami nerwowymi i odpowiadają za wzmocnienie sygnału i
precyzyjną dyskryminację wysokości dźwięków; modulacja odbywa się
poprzez zmianę długości komórek rzęsatych (skurcz/rozkurcz) i zmianę
napięcia błony podstawowej
Komórki rzęsate
rzęska
Zmysł równowagi – plamki
woreczka i łagiewki
• błona kamyczkowa: budowa i skład podobne
do błony nakrywkowej, dodatkowo zawiera
kryształki węglanów wapnia (2-4 um) – otolity
• komórki rzęsate reagują na przyspieszenia
liniowe, które przemieszczają ciężką błonę
kamyczkową i powodują zgięcie stereocyliów
• plamki pozwalają też na orientację, jakie
jest położenie głowy względem siły ciążenia
otolity
otolity
błona
kamyczkowa
• leżą pomiędzy
komórkami podporowymi
• oprócz stereocyliów mają na powierzchni pojedynczą rzęskę
• zgięcie stereocylium w kierunku rzęski powoduje depolaryzację komórki,
zgięcie w kierunku przeciwnym hiperpolaryzację
• typ I: butelkowate, objęte głębokim, „kielichowym” aferentnym
zakończeniem nerwowym
• typ II: walcowate, kontaktują się z aferentnymi i eferentnymi
zakończeniami nerwowymi
migawka
stereocylia
komórki
rzęsate
typu I i II
włókna
nerwowe
komórki
podporowe
Zmysł równowagi – grzebienie przewodów półkolistych
• grzebienie – uwypuklenia łącznotkankowego zrębu pokryte
nabłonkiem (komórki rzęsate typu I, II, komórki podporowe)
• osklepek – pokrywa nabłonek grzebieni, skład i budowa
jak błona nakrywkowa
• komórki rzęsate reagują na przyspieszenia kątowe – wywołany
nimi ruch płynu powoduje pochylenie osklepka i zgięcie
stereocyliów
osklepek
kom.
rzęsate
ruch
płynu
7