复旦生理学课件11感觉器官的功能

HUMANPHYSIOLOGYCHAPTER9第十一章感觉器官的功能9.1感受器及其一般生理9.2眼的视觉功能9.3耳的听觉功能9.4内耳的平衡感觉功能感觉器官的功能9.1感受器及其一般生理9.1.1感受器、感觉器官的定义和分类感受器：感觉器官：分类：分布的部位，刺激的性质9.1.2感受器的一般生理特性1.感受器的适宜刺激2.感受器的换能作用3.感受器的编码功能4.感受器的适应现象9.1感受器及其一般生理9.2眼的视觉功能9.3耳的听觉功能9.4内耳的平衡感觉功能感觉器官的功能9.2眼的视觉功能380-760nM电磁波眼内折光系统折射成像于视网膜细胞换能视神经纤维传导皮层视觉中枢产生视觉视锥，视杆9.2.1眼的折光系统及其调节眼的折光系统：角膜，房水，晶状体，玻璃体，视网膜前表面1.眼的折光系统的光学特征该系统最主要的折射发生在角膜前表面。正常人眼处于静息状态而不进行调节时，眼的折光系统的后主焦距的位置，恰好是视网膜所在的位置。对于人眼和一般光学系统，来自6米以外物体的各发光点的光线都是平行光，可以成像在视网膜上。9.2.1眼的折光系统及其调节1.眼的折光系统的光学特征2.眼内光的折射与简化眼简化眼（reducedeye)是一个假想的模型。其光学参数和其他特征与正常眼等值。简化眼和正常安静时的眼一样，正好能使平行光线聚集在视网膜上。AB（物体的大小）/Bn（物体至节点的距离）=ab（物像的大小）/nb（节点至视网膜距离）nb固定不变，根据AB和Bn，可以算出物体成像的大小。9.2.1眼的折光系统及其调节视敏度：5米远处,1.5mm缺口的方向,视网膜像距为5m,眼视力正常定为1.0利用简化眼，可以算出正常人眼能看清物体在视网膜上成像大小的限度：视网膜上的像小于5m，一般不能产生清晰的视觉。正常人眼的视力或视敏度有限度，该限度用人眼所能看清的最小视网膜像的大小表示。正常人眼所能看清的最小视网膜像的大小，大致相当于一个视锥细胞的直径。9.2.1眼的折光系统及其调节2.眼内光的折射与简化眼3.眼的调节当眼看远物时（6米以外），正常眼不需任何调节物体就可成像在视网膜上；看近物时，入眼内光线不是平行的，需进行调节视网膜上模糊成像视皮层中脑正中核动眼神经缩瞳核睫状神经节睫状肌中环行肌收缩悬韧带松弛晶状体前凸眼折光力增强使较幅散的光线提前聚焦成像在视网膜上3.1.晶状体的调节晶状体前后凸出9.2.1眼的折光系统及其调节3.眼的调节3.2瞳孔的调节瞳孔直径：1.5-8mm；变动意义：调节入眼的光量；瞳孔近反射（瞳孔调节反射）：看近物时，双侧瞳孔反射性缩小，减少入眼光量，减少折光系统的球面差和色像差。9.2.1眼的折光系统及其调节瞳孔对光反射瞳孔括约肌收缩瞳孔开大肌收缩瞳孔缩小瞳孔扩大反射弧:光刺激视网膜视神经绕过外侧膝状体中央顶盖前区换元同、对侧动眼神经缩瞳核核中副交感纤维瞳孔括约肌收缩瞳孔缩小特点:互感性对光反射意义:反映反射弧各部分功能状况，麻醉、病情程度指标等。9.2.1眼的折光系统及其调节3.眼的调节3.2瞳孔的调节3.3双眼球会聚（辐辏反射）意义：双眼同时看一近物时，物象可以落在两眼视网膜的对称点，不会发生复视。9.2.1眼的折光系统及其调节近点：8岁-8.6cm20岁-10.4cm60岁-83.3cm远点：4.眼的折光能力和调节能力异常正视眼9.2.1眼的折光系统及其调节非正视眼1.近视轴性近视，屈光近视；2.远视3.散光4.老视近点、远点都近移。视近物或远物都需调节；近点远移。近点远移。角膜表面不同方位的曲率半径不相等。9.2.1眼的折光系统及其调节4.眼的折光能力和调节能力异常9.2.2眼的感光换能系统1.视网膜的结构色素细胞层光感受细胞层:视杆细胞视锥细胞双节细胞层神经节细胞层位于眼球最内层的神经组织，0.1-0.5mm厚。1.视网膜的结构色素细胞层光感受细胞层:视杆细胞视锥细胞水平细胞双节细胞层无长突细胞神经节细胞层9.2.2眼的感光换能系统2.视网膜的两种感光换能系统(视觉的二元理论)2.1视杆系统或晚光觉系统:组成:特点:光敏感度高司暗光无色觉分辨率差2.2视锥系统或昼光觉系统:组成:特点:光敏感性差司昼光有色觉分辨率高9.2.2眼的感光换能系统二元理论的依据:1.两种感光细胞的空间分布特点不同2.两种感光细胞与双节细胞,节细胞间的信息传递系统不同3.白天和黑夜活动的动物其视网膜的感光细胞不同4.两种细胞中存在的光化学物质不同9.2.2眼的感光换能系统2.视网膜的两种感光换能系统(视觉的二元理论)3.1视紫红质的光化学反应所有的视杆细胞中都发现有视紫红质，它对蓝光有最大的吸收能力。这与人眼在弱光条件下对光谱上的蓝绿光感觉最明亮一致：人的暗觉与所含的视紫红质有关。9.2.2眼的感光换能系统3.视杆细胞的感光换能机制视紫红质的光化学反应及其代谢视黄醛（11-顺型）+视蛋白视紫红质光照视黄醛（全反型）视蛋白构型变化视杆细胞感受器电位产生暗处维生素A9.2.2眼的感光换能系统3.1视紫红质的光化学反应3.视杆细胞的感光换能机制3.2视杆细胞的感受器电位视杆细胞静息膜电位-30~-40mV：在没有光照情况下，相当数量的Na+通道处于开放状态，有持续的Na+内流。9.2.2眼的感光换能系统光照视紫红质分解视蛋白变构,被激活作用于传递蛋白GDP转变为GTP激活磷酸二酯酶视杆细胞外段膜上的cGMP裂解成GMPcGMP浓度下降Na+通道无法保持开放而关闭Na+通透性下降膜超极化（LRP）一个视紫红质激活,500个传递蛋白可被激活;一个激活的磷酸二酯酶一秒钟使4000多个cGMP分子降解。引发神经节细胞动作电位9.2.2眼的感光换能系统9.2.2眼的感光换能系统视锥细胞的视色素也由视蛋白和11-顺视黄醛合成，但视蛋白的分子结构不同，由此决定了不同的光波长敏感性。三原色学说9.2.2眼的感光换能系统4.视锥系统的换能和颜色视觉三原色学说的实验依据2.不同单色引导的LRP在不同的视锥细胞上不同3.色盲也符合三原色学说1.视锥细胞的光吸收谱相当于蓝、绿、红三色光的波长9.2.2眼的感光换能系统4.视锥系统的换能和颜色视觉9.2.3与视觉有关的其他现象1.明适应与暗适应明适应:暗适应:9.1感受器及其一般生理9.2眼的视觉功能9.3耳的听觉功能9.4内耳的平衡感觉功能感觉器官的功能耳的适宜刺激：一定频率范围的声波振动声音的产生：声波耳廓外耳道鼓膜锤骨砧骨镫骨前庭窗内耳感音装置毛细胞换能听神经冲动传入皮层听觉中枢9.3耳的听觉功能听阈：人耳能感受的振动频率16~22,000Hz对其中每一种频率，都有一个刚能引起听觉的最小振动幅度，此为听阈。最大听阈：增强振动幅度达某一限度时，在引起听觉的同时还会引起鼓膜的疼痛感，此限度即为最大听阈。9.3耳的听觉功能听域：为听阈曲线和最大听阈曲线所包围的面积它显示人耳对声波频率和强度的感受范围9.3耳的听觉功能1.耳廓和外耳道的集音和共鸣腔效应共鸣腔效应：充气的管道可与波长四倍于管长的声波产生最大的共振作用。外耳道长2.5cm，其最佳共振频率约3,500Hz，声音强度可增加十倍。9.3.1外耳和中耳的传音作用2.鼓膜和中耳听骨链的增压效应鼓膜听骨链内耳卵园窗（气传导）中耳增压效应的原因：a.鼓膜与卵园窗面积大小的差别：55mm2：3.2mm2，增加17倍压强9.3.1外耳和中耳的传音作用2.鼓膜和中耳听骨链的增压效应中耳增压效应的原因：9.3.1外耳和中耳的传音作用b.听骨链中杠杆长臂与短臂之比为1.3:1短臂侧增大1.3倍总的增压效应为17×1.3=22倍咽鼓管功能:维持鼓膜的正常位置鼓膜的形状鼓膜的振动性2.鼓膜和中耳听骨链的增压效应9.3.1外耳和中耳的传音作用3.声波传入内耳的途径气传导（airconduction）：骨传导（boneconduction）：颅骨振动耳蜗内淋巴振动正常时，骨传导小于气传导；，骨传导大于气传导；，骨传导和气传导都受损。9.3.1外耳和中耳的传音作用鼓膜听骨链内耳卵园窗（气传导）1.耳蜗的结构前庭阶：蜗管：外淋巴内淋巴外淋巴内耳由耳蜗和前庭器官组成9.3.2内耳（耳蜗）的感音换能作用2.基底膜的振动和行波理论基底膜振动的形成：声波振动卵园窗膜振动耳蜗内压力变化前庭膜、基底膜下移园窗外移耳蜗内结构作反方向移动形成基底膜振动9.3.2内耳（耳蜗）的感音换能作用鼓阶中外淋巴压迫a.内淋巴的振动先在卵园窗处引起基底膜的振动，再以行波的形式沿基底膜向耳蜗顶部传播。b.声波频率不同，行波传播的远近不同，最大行波振幅出现的部位也不同。振动频率愈低，行波传得愈远，最大行波振幅出现得部位愈近蜗顶。c.基底膜的物理特性决定，近卵园窗处共振频率高，近蜗顶共振频率低。低频振动行波向蜗顶传播时阻力较小。d.耳蜗能分辨不同声音频率的基础是不同频率的声波引起不同形式的基底膜振动。基底膜的振动是以行波的方式进行的9.3.2内耳（耳蜗）的感音换能作用2.基底膜的振动和行波理论基底膜的振动是以行波的方式进行的9.3.2内耳（耳蜗）的感音换能作用2.基底膜的振动和行波理论基底膜的振动如何使毛细胞受到刺激?毛细胞的听毛纤维的弯曲是机械能转换成电变化的第一步换能。基底膜振动盖膜与基底膜之间横向交错移位毛细胞上的听毛纤维受到切向力而弯曲毛细胞换能膜静息电位波动9.3.2内耳（耳蜗）的感音换能作用2.基底膜的振动和行波理论3.听神经动作电位是耳蜗对声音刺激的一系列反应中最后出现的电变化,并由它将声音传向中枢.9.3.2内耳（耳蜗）的感音换能作用9.1感受器及其一般生理9.2眼的视觉功能9.3耳的听觉功能9.4内耳的平衡感觉功能感觉器官的功能9.4内耳的平衡感觉功能正常姿势的维持依赖于前庭器官、视觉器官和本体感受器协同作用，而以前庭器官最为重要。前庭器官：内耳迷路中的三个半规管、椭圆囊、球囊9.4.1前庭器官的感受装置和适宜刺激1.感受装置：毛细胞9.4.1前庭器官的感受装置和适宜刺激2.适宜刺激：水平半规管：能感受人体以身体长轴为轴心所作的旋转变速运动。其它两对半规管：起所处平面相一致的旋转变速运动9.4.1前庭器官的感受装置和适宜刺激9.4.1前庭器官的感受装置和适宜刺激椭圆囊和球囊：毛细胞存在于囊斑中。椭圆囊：囊斑所处平面呈水平，感受囊斑所处平面各种方向的直线变速运动。球囊：囊斑平面于地面垂直，感受头部空间位置与重力作用方向的之间的差异。9.4.1前庭器官的感受装置和适宜刺激9.4.1前庭器官的感受装置和适宜刺激眼震颤：旋转运动引起的眼球特殊运动快动相：慢动相：9.4.2前庭反应和眼震颤