Функции вестибулярной сенсорной системы

Функции вестибулярной сенсорной системы

Вестибулярную систему часто называют органом чувства равновесия или органом, воспринимающим положение тела в пространстве, а иногда – органом акцелерационного чувства, т.е. чувства ускорения. Адекватными раздражителями вестибулярного аппарата являются сила гравитации, а также другие силы, сообщающие телу линейное или угловое ускорение.

Периферическим отделом вестибулярной системы является вестибулярный аппарат. Это часть внутреннего уха (лабиринта), расположенного в толще височной кости. Вестибулярный аппарат состоит из костного и перепончатого лабиринтов. Костный лабиринт – это система трех полукружных каналов и сообщающейся с ними полости – преддверия. Полукружные каналы расположены в трех взаимно перпендикулярных направлениях. На одном из концов каждого канала находится расширение – ампула. Преддверие включает в себя два отолитовых органа – утрикулус (овальный мешочек) и саккулус (круглый мешочек). Утрикулус, саккулус и полукружные каналы состоят из тонких перепонок, образующих замкнутые трубки. Это – перепончатый лабиринт, расположенный внутри костного лабиринта и отчасти повторяющий его форму.

Внутри перепончатого канала находится эндолимфа, связанная с эндолимфой улитки. Кроме того, он окружен перилимфой, также переходящей в перилимфу органа слуха.

Рецепторы вестибулярного аппарата образуют пять обособленных областей: по одной в каждом полукружном канале и по одной в мешочках преддверия. Рецепторы представляют собой типичные волосковые клетки, обладающие дирекциональной, т.е. направленной, чувствительностью. Иначе говоря, они возбуждаются только при определенном направлении тока жидкости в лабиринте.

Функция отолитовых органов – утрикулуса и саккулуса – восприятие линейных ускорений. Волоски их рецепторных клеток погружены в желатинообразную массу – отолитовую мембрану, содержащую мелкие, но тяжелые кристаллические включения – отолиты, состоящие из карбоната кальция. При наклоне головы сила тяжести отолитов смещает эту мембрану относительно рецепторов, что приводят к деформации волосков и в результате является причиной возникновения рецепторного потенциала, т.е. возбуждения рецепторов. Рецепторы утрикулуса наиболее чувствительны к изменениям положения головы и тела, рецепторы саккулуса наиболее чувствительны к вибрациям в диапазоне частот до 2000 Гц. Следовательно, утрикулус участвует в оценке положения головы и тела, а саккулус – в восприятии вибраций.

Рецепторы полукружных каналов отвечают на угловые ускорения, и для них адекватным раздражителем служит ускорение тока жидкости в перепончатом лабиринте. Человеку необходима способность определять положение в пространстве: при повороте головы и туловища вокруг вертикальной оси, при наклоне головы вперед или назад и при наклоне головы влево или вправо. Информацию об угловых ускорениях при движении вокруг этих осей и всех возможных комбинациях двигательной активности обеспечивают полукружные каналы, по одному для каждой оси вращения. В расширенной части каждого канала – ампуле – сосредоточены рецепторные клетки, волоски которых погружены в желатинообразное образование – купулу. Когда голова поворачивается, происходит ускорение тока эндолимфы и купула отклоняется в направлении, противоположном повороту. Это вызывает смещение волосков и генерацию рецепторного потенциала волосковых клеток.

Рецепторный потенциал передается к нервным окончаниям (дендритам) нейронов вестибулярного ганглия, подходящим к основанию рецепторных клеток. Стимуляция окончаний вестибулярных волокон происходит благодаря выделению в области синаптического контакта рецептор-волокно медиатора ацетилхолина. Возникшее возбуждение передается далее по волокнам статокинетического нерва в вестибулярные ядра ствола мозга. Нейроны этих ядер обладают разными свойствами, увеличивая или уменьшая свою активность при вращении или перемещении в ту или иную сторону. Отсюда импульсация направляется к мозжечку, ядрам глазодвигательных нервов, к мотонейронам шейного отдела спинного мозга, к ретикулярной формации, гипоталамусу и таламическим ядрам. Функциональное значение этих связей – автоматический бессознательный контроль равновесия, поддерживаемый врожденными рефлексами. От таламических ядер информация об изменениях положения головы и тела поступает к задней постцентральной извилине большого мозга, которая связана с осознанием положения тела в пространстве. Кроме того, вестибулярное представительство существует в моторной коре кпереди от нижней центральной извилины. Вестибулярная кора как таковая отсутствует, но раздражение вестибулярного аппарата сопровождается появлением вызванных потенциалов в зрительной, моторной и слуховой областях коры. При стимуляции вестибулярных ядер ответы возникают и в подкорковых структурах (хвостатом ядре, скорлупе, бледном шаре и др.).

В целом считается, что вестибулярные проекционные пути к коре в основном проходят параллельно путям слуховой системы, но распределены более диффузно и представлены меньшим числом волокон.

Роль вестибулярного аппарата в пространственной ориентации

Вестибулярный аппарат является источником сигналов, позволяющих организму ориентироваться при перемещении в пространстве. В регуляции нормального положения головы, туловища и конечностей в пространстве участвует не только вестибулярная система. Поддержание равновесия и ориентация в пространстве осуществляется при взаимодействии с другими системами, в первую очередь со зрительной, а также системой мышечной чувствительности. Подтверждением тому служит наш повседневный опыт: человек без труда перемещается в пространстве с открытыми глазами, но, закрыв глаза, чувствует себя весьма неуверенно.

Читайте также:  Баугиниевая заслонка кишечника симптомы

Головной мозг интегрирует информацию, поступающую от зрительных и вестибулярных рецепторов, от рецепторов мышц и суставов. На основе этой интеграции строится представление о положении головы и туловища в пространстве, иначе говоря, возникает чувство равновесия. Управление положением тела в пространстве обеспечивается как врожденными, так и приобретенными рефлексами. Роль сознания здесь сведена к минимуму. Рефлексы, вызываемые раздражением вестибулярного аппарата, называются вестибулярными. Они делятся на статические и статокинетические.

Статические рефлексы обеспечивают поддержание позы при стоячем и наклонном положении. Примером такого рефлекса может служить поддержание равновесия при изменении положения головы. Такая ситуация, к примеру, возникает при прополке грядок или наклонах во время утренней гимнастики.

Статокинетические рефлексы нацелены на сохранение равновесия во время движения. Достаточно вспомнить, какие сложные движения мы совершаем, чтобы предотвратить падение на скользкой дороге или во время резкой остановки транспорта. За этот краткий промежуток времени на бессознательном уровне происходит перераспределение тонуса мышц, что и обеспечивает сохранение равновесия. Среди статокинетических рефлексов важное клиническое значение играет вестибулярный нистагм. Он представляет собой серию последовательных движений глаз в сторону, противоположную вращению. Такое компенсаторное движение глаз направлено на сохранение изображения на сетчатке.

При сильном раздражении вестибулярного аппарата (качка, повороты) возникает серия неприятных вегетативных реакций: головокружение, тошнота, рвота, потоотделение и т.д. Это так называемая морская болезнь или кинетоз. В осуществлении вегетативных реакций принимают участие стволовые структуры мозга и в первую очередь гипоталамус.

Исследование вестибулярной чувствительности является крайне важным для определения пригодности к некоторым профессиям, связанным с явлениями укачивания, пребывания в состоянии невесомости и др. (летчики, моряки, космонавты). Известно, что чувствительность вестибулярной системы к экстремальным воздействиям варьирует в достаточно широких пределах, поэтому имеет смысл отбирать на вышеупомянутые профессии лиц со средней и пониженной вестибулярной чувствительностью. Однако следует отметить, что повышенная чувствительность вестибулярного аппарата, как правило, не является показателем какой-либо патологии, т.к. организм человека не рассчитан на чрезвычайно высокие вестибулярные перегрузки. В то же время на сегодняшний день существует достаточно большой арсенал методов тренировки вестибулярной системы, которые увеличивают ее устойчивость к интенсивным воздействиям (укачивание, вращение и пр.). Физиологический механизм повышения устойчивости вестибулярной системы к экстремальным воздействиям не до конца изучен, однако полагают, что в его основе лежат адаптационные процессы высших уровней ЦНС.

Вопросы и задания для самоконтроля

1. Рассмотрите строение вестибулярного аппарата.

2. Опишите строение и функции вестибулярных рецепторов.

3. Приведите примеры статических и статокинетических вестибулярных рефлексов.

4. Что такое вестибулярный нистагм? Какова его роль в поддержании равновесия?

Функция вестибулярной сенсорной системы состоит в обеспечении мозга информацией о положении головы в пространстве, о действии гравитации и сил, вызывающих линейные или угловые ускорения. Эта функция необходима для поддержания равновесия, т. е. устойчивого положения тела в пространстве, и для пространственной ориентации человека. Вестибулярная система включает в себя периферический отдел, состоящий из расположенного во внутреннем ухе вестибулярного аппарата, проводящие пути, переключательные центры, представленные вестибулярными ядрами продолговатого мозга и таламусом, и проекционную область коры в постцентральной извилине.

Внутри костных лабиринтов, расположенных в пирамидах височных костей, имеются прикрепленные к ним соединительнотканными тяжами перепончатые лабиринты, заполненные вязкой жидкостью эндолимфы (рис. 17.15). Лабиринт образован двумя отолитовыми органами и тремя полукружными каналами, расположенными в трех плоскостях: горизонтальный канал, передний вертикальный канал — во фронтальной плоскости и задний вертикальный канал — в сагиттальной плоскости. Все три канала соединены в полости преддверия, от латинского определения которого (vestibulum) происходит само название вестибулярного аппарата. В месте соединения с преддверием каналы расширены в виде ампул, в которых содержится рецепторный эпителий, выступающий внутрь в форме гребня или кристы. Каждая криста покрыта купулой, представляющей собой аморфное желеобразное вещество, скрепленное множеством фибриллярных волокон. При угловых ускорениях, когда в силу инерции происходит сдвиг эндолимфы, купула тоже смещается, что приводит к деформации погруженных в нее вторичных рецепторных клеток с последующим возникновением в них рецепторного потенциала.

В полости преддверия имеются два расширения: мешочек (sacculus) и маточка (utriculus), сообщающиеся между собой с помощью Y-образного протока и представляющие собой отолитовые органы. Рецепторный эпителий маточки и мешочка расположен на небольших возвышениях — маку- лах, покрытых отолитовой мембраной, которая имеет слоистое строение и содержит множество мелких, но тяжелых кристаллов карбоната кальция (отолиты или отокинии). Макула маточки расположена в горизонтальной

Читайте также:  Как принимать сироп алтея при кашле взрослому

Рис. 17.15. Вестибулярная сенсорная система.

А. Схема перепончатого лабиринта, рецепторные области выделены черным цветом: 1) горизонтальный канал; 2) задний вертикальный канал; 3) передний вертикальный канал; 4) маточка; 5) мешочек; 6) канал улитки; 7) эндолимфатический мешочек.

Б. Волосковые рецепторные клетки вестибулярного аппарата: показана зависимость между направлением смещения волосков и активностью клеток.

плоскости (при вертикальном положении головы), а макула мешочка ориентирована вертикально. При действии силы тяжести или линейного ускорения отолитовые мембраны сдвигаются относительно макул, а вследствие этого раздражаются имеющиеся в них вторичные рецепторные клетки.

Таким образом, устройство вестибулярного аппарата обеспечивает возбуждение вторичных рецепторных клеток благодаря действию силы тяжести и прямолинейного ускорения (макулы мешочка и маточки) и вследствие угловых ускорений (купулы полукружных каналов). Свойства рецепторных клеток вестибулярного аппарата

Рецепторы макул и купул представлены волосковыми клетками, являющимися вторичными механорецепторами и образующими синапсы с периферическими окончаниями нейронов вестибулярного ганглия (первичные сенсорные нейроны). Каждый рецептор имеет пучок из 40—80 волосков — стереоцилий, достигающих в длину 50 мкм, а также расположенный экс

центрично по отношению к стереоцилиям один длинный волосок — кино- цилию. Если пучок стереоцилий наклоняется под влиянием механического стимула в сторону киноцилии, рецептор деполяризуется, а при отклонении стереоцилий от киноцилии происходит гиперполяризация мембраны рецептора. Вследствие этого при сгибании пучка стереоцилий в одном направлении волосковая клетка возбуждается, а при сгибании этого же пучка в противоположном направлении — тормозится, т. е. у каждой волосковой клетки выявляются два функциональных полюса. Направление функциональной поляризации изменяется от одной клетки к другой, а рецепторный эпителий в целом содержит полный комплект клеток для регистрации стимулов, действующих в любом возможном направлении.

Нейроны вестибулярного ганглия, образующие синапсы на основании рецепторов, обладают спонтанной фоновой активностью, характер которой меняется под влиянием медиаторов волосковых клеток, которыми предположительно могут быть глутамат и/или ГАМК. Рецептивные поля нейронов вестибулярного ганглия включают в среднем три волосковых клетки ампул полукружных каналов либо 4—6 рецепторов макул маточки или мешочка. Адекватные раздражители рецепторов отолитовых органов

Рецепторы маточки и мешочка служат датчиками гравитации и линейных ускорений. При вертикальном положении головы человека макула маточки расположена в горизонтальной плоскости, при наклоне головы покрывающая макулу отолитовая мембрана смещается, подчиняясь силе тяжести. Смещение отолитовой мембраны сгибает стереоцилии рецепторных клеток, отвечающих на деформацию образованием рецепторного потенциала.

В зависимости от направления и степени наклона головы сильнее других возбуждаются такие рецепторы, функциональная поляризация которых соответствует именно этому направлению, прочие рецепторы возбуждаются слабее или же тормозятся. Изменившееся соотношение возбужденных и заторможенных рецепторных клеток вызывает в зависимых от них нейронах вестибулярного ганглия адекватное изменение фоновой активности. Нейроны вестибулярного ганглия передают полученную от рецепторных клеток информацию в центральную нервную систему. Указанные процессы возникают не только при наклоне головы, но и при любом отклонении положения всего тела от вертикальной оси, например при спортивной или профессиональной деятельности, случайном падении, использовании аттракционов (качели, американские горки).

Макула мешочка при вертикальном положении тела и головы расположена в вертикальной плоскости, и ее отолитовая мембрана сдвигается при действии линейных ускорений, вызывая раздражение рецепторов. В зависимости от направления, в котором происходит линейное ускорение, возбуждаются наиболее чувствительные именно к нему рецепторы. Наличие нескольких популяций рецепторов, различающихся своей функциональной поляризацией, позволяет им в целом передавать сенсорным нейронам информацию о линейных перемещениях в любом направлении. Чувствительность этих рецепторов позволяет человеку ощутить прямолинейное ускорение, превысившее 2 см/с2 и наклон головы в сторону всего на Г. Наряду с этим рецепторный аппарат мешочка высокочувствителен к действию вибрации.

Адекватные раздражители рецепторов полукружных каналов

Угловые ускорения возникают при вращении тела вокруг одной из трех пространственных осей, расположенных перпендикулярно друг другу, они возникают также при поворотах головы и ее наклонах. При вращении вокруг вертикальной оси кресла с сидящим человеком у него раздражаются рецепторы горизонтального канала. Раздражение возникает в самом начале вращения, когда инертная эндолимфа остается неподвижной, что создает усилие, смещающее купулу в противоположную вращению сторону. При остановке вращения движение эндолимфы по инерции продолжается, что вызывает смещение купулы в сторону уже прекратившегося движения. В результате смещения купулы стереоцилии горизонтального канала сгибаются сначала в одном направлении, что сопровождается деполяризацией волосковых клеток, а затем — в противоположном направлении, что вызывает гиперполяризацию рецепторов. Соответственно этому волосковая клетка увеличивает или уменьшает выделение медиатора, действующего на окончание нейрона вестибулярного ганглия, что повышает или понижает его фоновую активность.

Читайте также:  Почему месячные идут дольше 7 дней

При вращении вокруг осей, перпендикулярных фронтальной или сагиттальной плоскостям, аналогичные вышеописанным изменения активности рецепторов происходят в переднем или заднем вертикальных полукружных каналах. Вращение вокруг какой-либо диагональной оси вызывает движение эндолимфы в двух каналах одновременно, соответственно реагируют рецепторы, расположенные в купулах обоих каналов. Наличие трех полукружных каналов обеспечивает человеку восприятие вращения и поворотов головы в любой плоскости трехмерного пространства. Сенсорная чувствительность вестибулярной системы позволяет ощущать угловые ускорения, достигшие значения 2°/с2.

Презентация на тему Вестибулярная сенсорная система, предмет презентации: Биология. Этот материал содержит 17 слайдов. Красочные слайды и илюстрации помогут Вам заинтересовать свою аудиторию. Для просмотра воспользуйтесь проигрывателем, если материал оказался полезным для Вас — поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте наш сайт презентаций ThePresentation.ru в закладки!

  • Главная
  • Биология
  • Вестибулярная сенсорная система

Слайды и текст этой презентации

Физиология сенсорных систем

Часть 4
Вестибулярная сенсорная
система

Вестибулярная сенсорная система определяет позицию головы в гравитационном поле, ее линейные и угловые ускорения.

Вестибулярной сенсорной системе принадлежит ведущая роль в пространственной ориентации человека, сохранении его позы.

Периферический отдел вестибулярной сенсорной системы

Вестибулярный орган, как и улитка слуховой сенсорной системы, расположен в височной кости.

Вестибулярный орган состоит из костного и перепончатого лабиринтов, образующих три полукружных канала и преддверие. Перепончатый лабиринт заполнен эндолимфой, между костным и перепончатым лабиринтами расположена перилимфа.

Рецепторные клетки вестибулярной сенсорной системы

Рецепторные клетки вестибулярной сенсорной системы являются вторичночувствующими механорецепторами, интерорецепторами.
Рецепторные клетки являются волосковыми, т.к. содержат 40-120 ресничек, одна из ресничек длиннее других и называется киноцилией, остальные называются стереоцилиями.

Функционирование рецепторных волосковых клеток

Деформация стереоцилии в направлении киноцилии увеличивает входящий ионный ток в клетку и вызывает деполяризацию мембраны рецептора (рецепторный потенциал). При этом в синапсе между рецепторной клеткой и афферентным волокном чувствительного нейрона выделяется медиатор (ацетилхолин), происходит передача сигнала. Деформация стереоцилий в противоположном направлении вызывает гиперполяризацию мембраны рецепторной клетки и тормозит работу рецептора.

Преддверие имеет два полостных образования перепончатого лабиринта:
Эллиптический мешочек – маточка- расположен горизонтально
Сферический мешочек – расположен вертикально

В мешочках преддверия расположены макулы с отолитовым аппаратом. Это скопления рецепторных клеток, на поверхности которых расположена желеобразная масса, в которую включены отолиты – кристаллы карбоната кальция. Из-за отолитов плотность покрывающей рецепторные клетки желеобразной мембраны в 2,2 раза больше, чем эндолимфы.

кристаллы карбоната кальция

волоски (стереоцилии и киноцилия)

Функции отолитового аппарата

Адекватными раздражителями отолитового аппарата являются:
Сила земного притяжения (ускорение силы тяжести)
Наклоны головы
Линейное ускорение, особенно вертикальные колебания

Функции отолитового аппарата:
Обработка информации о положении головы в пространстве относительно силы земного притяжения
Обработка информации о неравномерном движении тела

Изменения состояния отолитового аппарата при наклонах головы

Полукружные каналы лежат в трех взаимноперпендикулярных плоскостях. Все каналы открываются в эллиптический мешочек (маточку) преддверия. Один конец каждого канала имеет расширение, которое называется ампулой.

Реснички рецепторных клеток погружены в желеобразную массу – купулу (колпачок). Купула располагается поперек ампулы, перекрывая ее просвет. Плотность купулы равна плотности эндолимфы, поэтому при линейных ускорениях купула, в отличие от отолитовой мембраны, не сдвигается. При угловом ускорении купула смещается, сдвигая реснички рецепторов. Причиной смещения купулы является инерция эндолимфы, сдвигающей ее относительно перепончатого лабиринта.

Функции ампулярного аппарата

Адекватным раздражителем ампулярного аппарата является угловое ускорение.

Основная функция ампулярного аппарата – информация о вращении головы.

Функционирование ампулярного аппарата

Проводниковая и корковая части вестибулярной сенсорной системы

Тела первых нейронов находятся в вестибулярном ганглии. Их аксоны образуют вестибулярную часть VIII пары черепно-мозговых нервов
Вторые нейроны образуют вестибулярные ядра продолговатого мозга (латеральное (Дейтерса), верхнее (Бехтерева), медиальное (Швальбе), нижнее (Роллера).
Третьи нейроны находятся в ядрах таламуса.

Вестибулярный аппарат имеет широкое корковое представительство. Главным образом, это — височная кора и нижняя часть постцентральной извилины,

Нейроны вестибулярных ядер контактируют со многими отделами ЦНС
Ретикулярной формации
Мозжечком
Альфа- и гамма-мотонейронами спинного мозга
При раздражении вестибулярных рецепторов — изменение мышечного тонуса.
Ядрами глазодвигательных нервов При раздражении вестибулярных рецепторов — движения глазных яблок
Гипоталамусом При раздражении вестибулярных рецепторов – вегетативные реакции (тошнота, бледность кожных покровов и т.д.)

Ссылка на основную публикацию
Фотоомоложение жулебино
Вы из тех людей, кому кажется, будто салоны красоты — причуда и лишняя трата денег? Приходите в салон красоты Краса...
Со скольки месяцев можно давать ребенку лимон
Для каждого родителя важно, чтобы их дети потребляли только здоровые и полезные продукты. Лимон насыщен витаминами и минералами. Полезные свойства...
Со скольки месяцев можно давать ребенку творог
Творог – один из самых полезных и сытных продуктов питания, в первую очередь, благодаря содержанию в нем большого количества полезных...
Фотоомоложение лица цены в москве
Где сделать фотоомоложение Какие салоны красоты и СПА работают круглосуточно? Салоны красоты и СПА с круглосуточным режимом работы: Respace, Медицинская...
Adblock detector