感觉器官功能

生理学之感觉器官功能知识梳理，包括感觉概述、躯体感觉和内脏痛觉、眼的视觉功能、前庭器官的功能、耳的听觉功能等等。

感觉器官功能

• 感觉概述
  • 感觉
    • 感觉是人脑对客观事物的主观反应
    • 产生过程：内外环境变化→感受器→换能作用→神经冲动→大脑皮层→分析综合产生感觉
    • 特殊感官
      • 视、 听、嗅、味、平衡
  • 感受器、感觉器官的定义与分类
    • 定义
      • 感受器：分布在体表或组织内部的一些专门感受内、外环境变化的结构或装置
        • 外周感觉神经末梢（痛觉），视杆细胞
      • 感觉器官：感受器及与感觉功能密切相关的非神经附属结构
      • 感受细胞：接受刺激
      • 附属结构：保护感受器、提高灵敏度
        • 眼、耳、前庭
    • 分类
      • 部位
        • 外感受器
          • 距离感受器：视听嗅
          • 接触感受器：触压味温度
        • 内感受器
          • 本体感受器：身体在空间位置
          • 内脏感受器：内脏和内部器官
      • 性质分类：光、机械、温度、伤害性、化学
  • 感受器的一般生理特性
    • 1.适宜刺激：一种感受器通常只对某种特定形式的能量变化最敏感，这种形式的刺激就称为该感受器的适宜刺激
      • 感觉阈值：引起某种感觉所需的最小刺激和最短时间
      • 包括：强度刺激、时间阈值、面积阈值
      • 对于同一性质的两次刺激，其强度的差异必须达到一定程 度才能在感觉加以分辨，这个刚能分辨的两个刺激的最小差 异，称为感觉辨别阈
    • 2.感受器的换能作用：感受器能把作用于它们的各种形式的刺激能量转为传入神经的动作电位，这种能量转换称为
      • 感受器电位：感受器细胞产生的局部电位
      • 发生器电位：感觉神经末梢上的局部电位
      • 局部单位的特征
        • 过渡性慢点为：局部电位
        • 特点
          • 反映的等级性，不具有“全或无”性质 可总和 电紧张性扩布
        • 感受器/发生器点位的幅度、持续时间和波动方向反映了刺激的某些特征
    • 3.感受器的编码作用：把刺激所包含的环境变化信息转移到传入神经动作电位的序列之中
      • （1）对刺激的质的编码
        • 取决于特殊感觉传导通路
      • （2）对刺激量的编码
        • A、单一神经纤维上动作电位的频率不同
        • B、被兴奋的感受器的数目和参与信息传输的神经纤维的数目不同信息每通过一个突触都要进行一次重新编码
    • 4.感受器的适应现象：用固定强度的刺激作用与感受器时，传入神经纤维上动作电位的频率逐渐减少的现象
      • （1）快适应感受器：适应现象出现快、程度完全 生理意义：利于接受新的刺激
      • （2）满适应感受器：适应出现慢、并且不完全 生理意义：长期持久的检测、随时调整
• 躯体感觉和内脏痛觉
  • 1.躯体感觉
    • 包括：浅感觉（触觉、鸭肝、痛觉、温觉） 深感觉（本体感觉=运动觉+位置觉）
    • 感觉得感知取决于：皮层兴奋的特定部位
    • 感觉强度取决于
      • 1.感觉神经冲动传入的频率 2.参与反映的感受器数目 3.参与反映的感受器点状分布密度
        • 例如： 触压觉：指尖＞四肢＞躯干 温觉：冷觉＞热觉
    • 传导路脊髓交叉不同：浅感觉先交后上行，深感觉先上行后交叉
      • 传导路特征与临床应用
        • ①触压觉由内侧丘系和脊-丘前外侧束传导；痛、温和本体觉由脊-丘系传导。
        • ②痛、温和部分触压觉在脊髓是先交 叉后上行；本体觉和部分触压觉则先上行 后交叉。
          • 当脊髓半横断时：痛、温和部分触压 觉障碍发生在横断的对侧；本体觉和部分 触压觉障碍发生在横断的同侧。
  • 2.痛觉
    • 定义：痛觉是机体受到伤害性刺激时产生的一种不愉快的感觉。常伴有情绪变化和防御反应。
    • 分类：
      • 躯体痛
        • 皮肤痛
          • 快痛
            • 刺激后立即疼痛，持续时间短，定位准确，不伴有情绪反应
          • 慢痛
            • 刺激后0.5~1s后出现烧灼痛，持续时间长定位不准确，常伴有情绪反应
        • 深部痛
          • 这种痛与慢痛类似
      • 内脏痛
        • 牵涉痛
          • 内脏疾患引起体表某部位的疼痛或痛觉过敏
            • 常见部位
        • 体腔痛
          • 内脏疾患累及邻近的体腔壁所致，这种疼痛与躯体痛类似
• 眼的视觉功能
  • 眼的视觉功能
    • 视觉：由闫、视神经和视觉中枢共同活动完成的
    • 适宜刺激：380-760nm的电磁波
    • 眼的组成
      • 感光系统：视网膜的感光细胞、双极细胞、神经节细胞
      • 遮光系统：角膜、房水、晶状体、玻璃体
      • 眼球壁：角膜、巩膜，脉络膜、视网膜
  • 一、眼的遮光系统以及调节
    • 1.单球面的折光系统的光学特征
      • （1）演的折光系统是一个复杂的系统，其后主焦距不能直接算出
      • （2）安静状态下不进行调节的情况下，后主焦距正好在视网膜上。因此，无限远处的物体发出的光纤成像在视网膜上
      • （3）当光线过弱或像过小时，则不能被看清楚
      • 折光系统的光学特性： 1.四种折射率不同的介质：角膜、房水、晶状体、玻璃体 2.四种屈光度不同的折射面：角膜的前表面和后表面晶状体的前表面和后表面
      • 球形界面的折光系统
    • 2.眼内光的折射与简化眼
      • 光的折射
        • 设眼球为单球面遮光提：前后径为20mm 折光率n=1.333，曲率半径为5mm 节点在角膜后5mm处，前主焦点在角膜前15mm处，后主焦点在节后15mm处
      • 简化眼
        • 当平行光线（6m以外）进入简化眼，背一次聚焦于视网膜上，形成一个缩小倒立的实像 简化眼中AnB和anb是对相似三角形，如果无惧与物体的大小为已知，可算出物像和视角大小
    • 3.眼的调节
      • 当眼看远物时，平行光线，正常眼不需要任何调节物体就可以成像在视网膜上
      • 通常将人眼不作任何调节时所能看清的物体的最远距离称为远点。
      • 看近物时，物体入眼内的光线不是平行的, 成像在视网膜之后, 必经过调节后才能清晰成像在视网膜上。 眼作最大调节能看清物体的最近距离称为近点
      • 视近物调节
        • 晶状体变凸
        • 瞳孔缩小
          • 瞳孔的直径变动=1.5~8mm
          • 瞳孔近反射：视近物时反射性瞳孔括约肌收缩引起双侧瞳孔反射性缩小
          • 作用：减少球面像差和色像差。调节入眼光量
          • 中枢：大脑皮层，经过中脑正中核
        • 眼球汇聚
          • 视近物时量视轴向鼻侧聚拢的现象
          • 使双眼看近物时的物像成像与两眼视网膜的相称点上，产生丹邑视觉，不产生复视
    • 眼的折光能力异常
      • 正视眼
      • 非正视眼
        • （1）近视
          • 用凹透镜矫正 轴性近视：眼球的前后径过长 屈光性近视：折光能力过强
        • （2）远视：用凸透镜矫正 轴性近视：眼球的前后径过短 屈光性近视：折光能力太弱
        • （3）散光：用柱面镜纠正
          • 原因：角膜表面不同方位的曲率半径不同
        • （4）老视
          • 用凸透镜矫正 产生原因：晶状体弹性衰弱
  • 二、视网膜的感光功能
    • 1.视网膜的结构
      • 视网膜：透明度神经阻滞莫。厚度仅0.1~0.5mm
      • （1）分层：分十层，简化为4层
        • 1、色素细胞层
          • 不属于神经组织，含黑色素颗粒和vitA，髓感光细胞有保护和营养作用
          • 特点：易于剥离
        • 2、感光细胞层
          • 包含：视杆细胞、视锥细胞终足与双极细胞联系
          • 结构：外段、内段、核部、终足
          • 分布
            • 盲点：无感光细胞
            • 黄斑：视网膜中心、视锥细胞多
            • 中央凹：密集视锥细胞、无视杆细胞
            • 周边：视锥细胞少，视杆细胞多
        • 3、双极细胞层
        • 4、神经节细胞层
      • （2）联系
        • 1、纵向连接
          • 单线方式：多见于中央凹处视锥细胞 意义：视敏度高，感觉精细 聚合式联系：多见于视杆细胞 无精细分辨能力，能综合多个弱刺激
        • 2.横向联系：水平细胞和无长突细胞
        • 3.联系方式：化学突触和电突触
    • 2.视网膜的两种感光换能系统
      • （1）视杆系统（晚光觉系统）
        • 特点：光敏感性强，分辨力差 作用：晚光觉
        • 由视杆细胞及联系构成
          • 1.分布：中央少，周缘多，中央凹无
          • 2.光敏感度高，分辨率低
          • 3.功能：感受弱光
          • 4.感光物质为视紫红质（有维生素A合成）
      • （2）视锥细胞（昼光觉系统）
        • 特点：光敏感性差，分辨率高，可分辨颜色 作用：昼光觉与色觉
        • 由视锥细胞及其联系构成
          • 1.分布：中央多，周边少，黄斑高密
          • 2.光敏感度低，分辨率高
          • 3.功能：感受强光、分辨颜色
          • 4.感光物质：含有对黄绿蓝三种光的视色素
    • 3.视杆细胞的感光换能机制
      • （1）视紫红质的光化学反应
        • 视紫红质的组成
          • 视蛋白
          • 视黄醛： 存在于视杆细胞外段的膜盘膜上，在暗处呈紫红色。 视色素具光谱吸收特性，使视紫红质的吸收峰在500nm, 于在暗视时的光谱敏感性曲线一致。
    • 4.视锥系统的换能作用和颜色视觉
      • 相同的11-顺视黄醛+不同的视蛋白形成三种不同的视锥色素
        • 光线→视锥细胞外段→视锥色素→感受器电位（超极化）→神经节细胞动作电位
      • 视觉三原色学说
        • 证据：视网膜上存在三类吸收光谱，其峰值分别为564,534和420nm，相当于红绿蓝的波长
        • 三种视锥细胞分别含有三种视锥色素，分别对红、绿、蓝三种光敏感
        • 产生不同的色觉是由于三种视锥细胞兴奋程度的比例不同： 1:1:1时，产生白色感觉 4:1:0时，产生红色感觉 2:8:1时，产生绿色感觉
  • 三、视力相关现象
    • 1、视力
      • 视力
        • 概念：眼对物体细小结构的分辨能力。 衡量标准：分辨空间两点的最小距离
    • 2.暗适应与明适应
      • （1）暗适应
        • 概念： 人从亮处突然进入暗处，最初看不清任何物体，经过 一定时间逐渐恢复暗光视觉的现象，称为暗适应。
        • 机制：与暗处视网膜中感光色素合成增强有关
          • 第一阶段（7分钟内）主要与视锥细胞的感光色素合成量增加有关；
          • 第二阶段（在6-7分钟后到20分钟左右）与视杆细胞中的视 紫红质的合成逐渐增加有关
      • （2）明适应
        • 概念：当人从暗处突然进入光亮处时，最初只有耀眼光亮而 视物不清，稍等片刻才能恢复视觉，这个现象称为明适应。
        • 机制：视紫红质被大量分解，明适应约1分钟即可完成。
          • ①耀眼的光感主要是由于在暗处合成的大量视紫红质，在亮 处迅速分解所致。只有当大量视紫红质迅速分解之后； ②视锥色素才能在光亮处感光。
    • 3.视野
      • 单眼固定地注视前方一点时，该眼所能看到的范围。 鼻侧小，颞侧大 白色>黄蓝色>红色>绿色
• 耳的听觉功能
  • 听觉功能
    • 声源→空气振动产生疏密波→外耳、中耳的传音系统→内耳（耳 蜗）的感音→听神经的AP →…….. →皮层听觉中枢→听觉
    • 听觉和平衡觉功能可分为三部分
      • 外耳：听觉
      • 中耳：听觉
      • 内耳：听觉与平衡
    • 概念
      • 1.听力：指听觉器官感知声音的能力，通常用听域表示，20~20000Hz
      • 2.听阈：声波频率一定时，刚能引起听觉的最小振动强度
      • 3.最大可听阈：当声音强度在听阈以上继续增加，当强 度增加到某一限度时，它引起的将不单是听觉，还引起听 觉和鼓膜的疼痛感觉，这个限度称为最大可听阈。
      • 4.听域：由于每一个声波振动频率都有其自己的听阈和最大可听阈， 将所能听到的不同频率声音的听阈连成曲线和最大可听阈 连成曲线，这两条曲线之间的面积称为听域。
  • 一、外耳和中耳的功能
    • 产生过程：声波振动→外耳(耳廓→外耳道)→中耳(鼓膜→听小骨→卵圆窗)→内耳(耳蜗的内淋巴液→螺旋器→声-电转换)→神经冲动→听觉中枢→听觉。
    • 1.外耳的功能
      • （1）耳廓：利于集音，判断声源，依据声波到达两耳的强弱与时间差判断音源
      • （2）外耳道：传音的通路，约2.5cm，增加声音的强度
    • 2.中耳的功能：
      • （1）鼓膜
        • 1.结构特点：是一个具有一定紧张度、动作灵敏、斗笠状的半透明膜， 面积约50～90mm2，对声波的频率响应较好，失真度较小。
        • 2.功能作用：能如实地把声波振动传给听小骨。
      • （2）听小骨
        • 1.结构特点：由锤骨-砧骨-镫骨依次连接成呈弯曲杠杆状的听骨链。这一杠杆系统的长臂为锤骨柄、短臂为砧骨长突、支点恰好在整个听骨链的重心上。 长度：长臂长度:短臂长度=1.3:1
        • 2.功能作用：增强振压(1.3倍)，减小振幅(约1/4)，防止卵圆窗膜因振幅过大造成损伤。
        • 鼓膜-听骨链-卵圆窗
          • 1.功能：构成传音的有效途径，具有中耳传音增压效应（增强24.2倍）
          • 2.机制：鼓膜有效振动面积与卵圆窗面积之比为18.6
      • （3）鼓膜张肌与镫骨链
        • 声强过大→鼓膜张肌和镫骨肌收缩→鼓膜紧张↑ ，听小骨 连接更紧密→骨链传递振幅↓阻力↑ →保护感音装置（延迟）
      • （4）咽鼓管
        • 1.结构特点：是鼓室与咽腔相通的管道，其鼻咽部的开口通常呈闭合状态，当吞咽、打呵欠或喷嚏时则开放。
        • 2,。功能结构
          • 1.调节鼓膜两侧气压平衡、维持鼓膜正常位置、形状和振动性能。 潜水、加压仓、飞机降落时→鼓室内压＜外界→鼓膜内陷 →耳鸣、听力↓、疼痛甚至鼓膜破裂。 咽鼓管粘膜上的纤毛运动可排泄中耳内的分泌物。
    • 3.声波入内耳途径
      • （1）气导
        • 1、中耳气导：正常停觉得传音途径 声波→外耳道→鼓膜→听骨链→卵圆窗→前庭外淋巴→基底膜
        • 2.在正常情况下并不重要，仅当听骨链损坏时才起作用，但听觉敏感度要大为减低 声波→外耳道→鼓膜→鼓室内空气→圆窗→骨阶外淋巴→基底膜
      • (2)骨传导
        • 声波→颅骨→耳蜗壁→蜗管内淋巴→基底膜。 骨导在正常时敏感性比气导要低得多，当气导明显受损时， 骨导才相对增强。助听器就是根据骨导的原理设计的。
      • （3）声波传入内耳的途径特点
        • 正常时：气导的传音效应＞骨导; 传音性耳聋时：骨导＞气导; 感音性耳聋时：气导和骨导都减弱甚至消失。
  • 二、内耳耳蜗的功能
    • 1结构特点：内耳耳蜗形似蜗牛壳，其骨性管道约2 转，蜗管腔被前 庭膜和基底膜分隔为三个腔：前庭阶、蜗管和鼓阶。
      • ①前庭阶和鼓阶：在蜗顶部以蜗孔使二阶相互沟通， 其内充满外淋巴
      • ②蜗管：盲管，包含内淋巴
      • ③内淋巴：Na+]很低，[K+]很高。其原因与蜗管外侧壁的血管纹细胞膜 上的Na+-K+泵： 泵K+入内淋巴量＞泵Na+回内淋巴量有关
        • 耳蜗内电位
          • +80mv
          • 产生：血管纹细胞含丰富的Na+-K+ ATP酶 泵入K+>泵出Na+ →内淋巴中K+蓄积 →正电位 （ 维持细胞对机械性刺激的敏感性） 耳蜗内电位对缺氧与哇巴因敏感
      • ④基底膜：由辐射状纤维丝(20000～3000根)构成，其宽度愈 近蜗底部愈窄，愈近蜗顶部愈宽；每一听丝上有一个螺旋器 (Corti，科蒂器)。
      • ⑤螺旋器：由内、外毛细胞、支持细 胞及盖膜等构成。 每个毛细胞的顶部都有数 百条排列整齐的听毛,有些较 长的听毛埋置于盖膜中。螺 旋器浸浴在内淋巴中
    • 2.而我的感音换能作用：而我的功能之一是声-电转换的换能作用
      • （1）基地莫得振动和行波理论 声波振动→鼓膜→听骨链→卵圆窗膜若内移 →前庭膜、基底膜下移→外淋巴使圆窗膜外移若外移 →前庭膜、基底膜上移→外淋巴使圆窗膜内移→如此反复，形成振动
        • 行波理论：当声音振动→中耳听骨链振动→卵圆窗振动→前庭阶外淋巴+基底膜上下振动，以行波方式从蜗底向蜗顶传播
      • (2)耳蜗对声音频率的辨别：主要依靠基底膜的振动部位：即蜗底感受高音调；蜗顶感受低音调。 不同的音频→不同部位的基底膜振动，最大振幅区→ 该区毛细胞和听神经受最大刺激→兴奋冲动通过特定传入N→听觉中 枢的不同部位→引起不同的音调感觉。
      • （3）毛细胞兴奋与感受器电位： 基底膜和盖膜振动轴不同→振动时两膜交错移动→听纤毛受剪切力弯曲→毛细胞兴奋→将机械能转变为生物电变化 若静纤毛向动纤毛一侧弯曲→毛细胞顶部机械门控阳离子通道开放→ 毛细胞膜去极化→感受器电位若静纤毛向背离动纤毛一侧弯曲→毛细胞顶部机械门控阳离子通道关闭→毛细胞膜超级化
• 前庭器官的功能
  • 前庭器官=前庭（椭圆囊+球囊）+半规管（上半规管，水平半规管，下半规管）
  • 前庭器官感受细胞
    • 动纤毛：1条，最长
    • 静纤毛：60-100条纤毛
    • 纤毛自然状态→细胞内外-80mV →神经纤维一定频率放电 静毛倒向动毛侧→细胞内外电位差↓ →神经纤维放电频率↑ 动毛倒向静毛侧→细胞内外电位差↑ →神经纤维放电频率↓
    • 适宜刺激：机械力的作用
    • 半规管：三个
    • 壶腹：半规管与椭圆囊相连接处膨大部分
    • 壶腹嵴：壶腹内隆起处，上有毛细胞
    • 壶腹帽：毛细胞顶部的纤毛埋植在壶腹帽(终帽)上
  • 囊斑和壶腹嵴的结构
    • 囊斑和壶腹嵴是感受人体在空间的位置以及运动状态的装置。
  • 半规管适宜刺激:正负角加速度
    • 水平半规管: 感受以身体长轴为轴旋转的变速运动 水平半规管内淋巴由管腔向壶腹方向移动时 →静毛向动毛侧弯曲→传入神经AP↑
    • 其他半规管: 感受所处平面上的旋转变速运动
      • 开始时(左旋): 左侧水平半规管内淋巴向壶腹方向→毛细胞AP↑ 右侧水平半规管内淋巴离开壶腹方向→AP↓ 匀速时:毛细胞不受力 停止时: 毛细胞受力方向和冲动发放情况与开始时相反 人脑根据两侧水平半规管传入信号的差别判断旋转方向和旋 转状态。
  • 椭圆囊与球囊
    • 1.囊斑的适宜刺激
      • 人直立时：椭圆囊囊斑的平面与地面平行，位砂膜在毛细胞纤毛的上方 球囊囊斑与地面垂直，位砂膜在毛细胞纤毛的顶端有利于分辨各种方向的直线变速运动
      • 人在水平方向作直线变速运动时→毛细胞与位砂膜的相对位置改变→静毛向动毛弯曲→N的AP ↑
      • 当水平面直线加减速运动时，因位砂膜的惯性便与纤毛发生 相对位置的改变，从而使一部分毛细胞兴奋，一部分则抑制
    • 位置
      • 椭圆囊的囊斑位于椭圆囊的前壁下部、内壁底部，囊斑中的毛细胞 呈水平位，纤毛朝上，纤毛的游离端均嵌在毛细胞上方的位砂膜中。 球囊囊斑位于球囊的内侧壁,，囊斑中的毛细胞呈斜挂位(与地面垂直)，纤毛朝外侧壁水平伸出，纤毛的游离端也嵌入悬在纤毛一侧的位砂中。