Analizatorii

Analizatorii sunt sisteme funcționale complexe prin care organismul primește, conduce și interpretează stimulii din mediul extern și din cel intern. Prin intermediul lor, omul percepe lumea înconjurătoare și își adaptează comportamentul la condițiile de mediu. Noțiunea de analizator a fost introdusă de fiziologul rus Ivan Pavlov.

Structura generală a unui analizator

Fiecare analizator este alcătuit din trei segmente:

1. Receptorul (segmentul periferic)

Receptorul este structura specializată care detectează un anumit tip de stimul și îl transformă în impulsuri nervoase (potențiale de acțiune). După natura stimulului, receptorii pot fi:

• Fotoreceptori: sensibili la lumină (celulele cu conuri și cu bastonașe din retină)
• Mecanoreceptori: sensibili la presiune, vibrații și sunete (celulele cu cili din urechea internă, corpusculii tactili)
• Chemoreceptori: sensibili la substanțe chimice (celulele olfactive, celulele din mugurii gustativi)
• Termoreceptori: sensibili la variațiile de temperatură
• Receptori pentru durere (nociceptori): sensibili la stimuli care pot leza țesuturile

2. Calea nervoasă (segmentul intermediar)

Segmentul intermediar (de conducere) transmite impulsurile nervoase de la receptor la scoarța cerebrală. Este format din neuronii căilor senzitive și senzoriale: nervii analizatorului respectiv (nervul optic, nervul vestibulocohlear etc.), căile ascendente din măduva spinării și din trunchiul cerebral și releele din talamus.

3. Centrul nervos cortical (segmentul central)

Segmentul central este aria din scoarța cerebrală în care impulsurile nervoase sunt analizate și interpretate, rezultând senzația conștientă. Fiecare analizator are o arie corticală specifică:

• Aria vizuală: lobul occipital
• Aria auditivă: lobul temporal
• Aria somestezică (sensibilitatea cutanată și proprioceptivă): lobul parietal
• Aria olfactivă: lobul temporal
• Aria gustativă: lobul parietal, în partea inferioară a girusului postcentral

Important: lezarea oricăruia dintre cele trei segmente duce la pierderea sau la alterarea senzației corespunzătoare.

Analizatorul vizual

Analizatorul vizual permite perceperea luminii, a culorilor, a formei, a distanței și a mișcării obiectelor. Prin vedere primim o mare parte din informațiile despre mediul înconjurător.

Structura globului ocular

Globul ocular este organul receptor al analizatorului vizual. Este situat în orbită și este protejat de pleoape, gene, sprâncene și aparatul lacrimal. Peretele lui are trei tunici:

• Tunica externă (fibroasă):
  • Sclerotica: membrană albă și rezistentă, care protejează globul ocular și dă inserție mușchilor globului ocular
  • Corneea: porțiunea anterioară, transparentă, cu cea mai mare putere de refracție dintre mediile ochiului
• Tunica medie (vasculară):
  • Coroida: bogat vascularizată, hrănește retina
  • Corpul ciliar: conține mușchiul ciliar, care modifică curbura cristalinului în acomodare, și procesele ciliare, care secretă umoarea apoasă
  • Irisul: diafragmă pigmentată, cu un orificiu central numit pupilă; reglează cantitatea de lumină care pătrunde în ochi
• Tunica internă (nervoasă):
  • Retina: conține celulele fotoreceptoare. Celulele cu conuri asigură vederea diurnă și vederea culorilor și sunt concentrate în pata galbenă (fovea centrală), zona vederii clare. Celulele cu bastonașe asigură vederea la lumină slabă (vederea nocturnă) și conțin pigmentul rodopsină. Locul în care nervul optic părăsește globul ocular nu are fotoreceptori și se numește pata oarbă

Mediile transparente ale ochiului

• Corneea: primul și cel mai puternic mediu refringent
• Umoarea apoasă: lichid transparent din camerele anterioară și posterioară, situate între cornee și cristalin
• Cristalinul: lentilă biconvexă elastică, a cărei curbură variază în acomodare (focalizarea pe retină a imaginii obiectelor aflate la distanțe diferite)
• Corpul vitros: substanță gelatinoasă transparentă, care umple cavitatea globului ocular dintre cristalin și retină

Formarea imaginii și calea vizuală

Lumina străbate corneea, umoarea apoasă, pupila, cristalinul și corpul vitros și formează pe retină o imagine reală, răsturnată și micșorată. Fotoreceptorii transformă energia luminoasă în impulsuri nervoase, care sunt conduse prin nervul optic (perechea a II-a de nervi cranieni), chiasma optică și talamus până la aria vizuală primară din lobul occipital, unde imaginea devine conștientă și este percepută corect orientată.

Acomodarea, reflexul pupilar și vederea binoculară

• Acomodarea: pentru obiectele apropiate, mușchiul ciliar se contractă, ligamentul suspensor se relaxează, iar cristalinul devine mai bombat; pentru obiectele îndepărtate, cristalinul se aplatizează
• Reflexul pupilar: la lumină puternică, pupila se micșorează (mioză, comandată de parasimpatic); la întuneric, se mărește (midriază, comandată de simpatic)
• Vederea binoculară: cele două imagini, ușor diferite, primite de cei doi ochi sunt contopite în scoarță, ceea ce permite aprecierea reliefului și a distanței
• Vederea culorilor: se datorează celor trei tipuri de celule cu conuri, sensibile la lumina roșie, verde și albastră

Afecțiuni ale analizatorului vizual

• Conjunctivita: inflamația conjunctivei, produsă de bacterii, virusuri sau alergeni; ochiul este roșu, cu senzație de nisip și secreții
• Cataracta: opacifierea cristalinului, care duce la scăderea treptată a vederii; se tratează chirurgical
• Glaucomul: creșterea presiunii din interiorul globului ocular, care poate leza nervul optic și poate duce la orbire

Analizatorul auditiv

Analizatorul auditiv permite perceperea sunetelor, adică a vibrațiilor mecanice ale aerului cu frecvențe cuprinse între aproximativ 16 Hz și 20 000 Hz.

Structura urechii

Urechea conține receptorii analizatorului auditiv și pe cei ai analizatorului vestibular. Este formată din trei segmente:

• Urechea externă:
  • Pavilionul urechii: captează undele sonore
  • Conductul auditiv extern: dirijează undele sonore spre timpan
  • Timpanul (membrana timpanică): membrană subțire, care separă urechea externă de cea medie și vibrează sub acțiunea undelor sonore
• Urechea medie (casa timpanului):
  • Conține lanțul de oscioare: ciocanul, nicovala și scărița, cele mai mici oase din corpul uman
  • Oscioarele transmit vibrațiile timpanului la fereastra ovală și le amplifică de aproximativ 20 de ori
  • Trompa lui Eustachio (tuba auditivă): leagă urechea medie de faringe și egalizează presiunea de o parte și de alta a timpanului
• Urechea internă (labirintul):
  • Melcul (cohleea): structură spiralată care conține organul lui Corti, cu celule senzoriale cu cili (mecanoreceptori); vibrațiile transmise lichidelor din melc stimulează aceste celule, care generează impulsuri nervoase
  • Vestibulul (utricula și sacula) și canalele semicirculare: conțin receptorii analizatorului vestibular

Calea auditivă

Impulsurile nervoase generate de celulele cu cili din organul lui Corti sunt conduse prin nervul cohlear (ramura auditivă a nervului vestibulocohlear, perechea a VIII-a), apoi prin trunchiul cerebral și talamus, la aria auditivă primară din lobul temporal.

Analizatorul vestibular

• Receptorii maculelor din utriculă și saculă sunt stimulați de poziția capului și de mișcările liniare (echilibrul static)
• Receptorii crestelor ampulare din canalele semicirculare sunt stimulați de mișcările de rotație ale capului (echilibrul dinamic)
• Impulsurile sunt conduse prin nervul vestibular (ramură a nervului VIII) la nucleii vestibulari din trunchiul cerebral, care au legături cu cerebelul, cu măduva spinării și, prin talamus, cu scoarța cerebrală

Otita

Otita este inflamația urechii, cel mai frecvent a urechii medii, apărută adesea după o infecție a căilor respiratorii superioare transmisă prin trompa lui Eustachio; se manifestă prin durere, febră și scăderea auzului.

Analizatorul olfactiv

Analizatorul olfactiv permite perceperea mirosurilor. Receptorii olfactivi sunt chemoreceptori situați în mucoasa olfactivă, în partea superioară a cavității nazale. Programa de bacalaureat pune accentul pe analizatorii vizual, auditiv, vestibular și cutanat; informațiile de mai jos completează imaginea de ansamblu.

Structura și funcționarea

• Celulele olfactive sunt neuroni bipolari, cu cili olfactivi care detectează moleculele odorante dizolvate în mucusul nazal
• Omul poate deosebi mii de mirosuri diferite
• Impulsurile nervoase sunt conduse prin nervul olfactiv (perechea I) la bulbul olfactiv și apoi la aria olfactivă din lobul temporal
• Analizatorul olfactiv se adaptează repede: la expunerea prelungită la un miros, senzația scade

Analizatorul gustativ

Analizatorul gustativ permite perceperea gustului. Receptorii gustativi sunt chemoreceptori grupați în mugurii gustativi, aflați mai ales în papilele de pe suprafața limbii. Ca și analizatorul olfactiv, este prezentat aici pentru completarea temei.

Gusturile fundamentale

Gusturile fundamentale clasice sunt dulce, sărat, acru și amar, la care se adaugă umami (gustul glutamatului, întâlnit în carne, brânzeturi maturate și roșii). Mugurii gustativi din toate regiunile limbii pot detecta fiecare dintre aceste gusturi, cu mici diferențe de sensibilitate; vechea „hartă a limbii”, cu câte o zonă pentru fiecare gust, este inexactă.

Calea gustativă

Impulsurile nervoase de la mugurii gustativi sunt conduse prin nervii cranieni VII (facial), IX (glosofaringian) și X (vag) la trunchiul cerebral, apoi prin talamus la aria gustativă din lobul parietal. Percepția gustului este puternic influențată de miros, de aceea alimentele par lipsite de gust când avem nasul înfundat.

Analizatorul tactil (somatosenzorial)

Analizatorul cutanat permite perceperea senzațiilor de atingere, presiune, vibrație, temperatură și durere. Receptorii lui se află în piele și sunt numeroși mai ales pe buze, pe vârful degetelor și pe palme.

Tipuri de receptori cutanați

• Corpusculii Meissner: receptori pentru atingerea fină, situați în dermul superficial (numeroși pe vârful degetelor și pe buze)
• Discurile Merkel: receptori pentru atingere și presiune ușoară
• Corpusculii Vater-Pacini: receptori pentru presiune și vibrații, situați în dermul profund și în hipoderm
• Corpusculii Ruffini și corpusculii Krause: în manualele românești sunt descriși ca receptori pentru cald, respectiv pentru rece; fiziologia actuală atribuie corpusculilor Ruffini sensibilitatea la întinderea pielii
• Terminațiile nervoase libere: receptori pentru durere și temperatură

Calea somatosenzorială

Impulsurile de la receptorii cutanați sunt conduse prin nervii spinali și prin căile ascendente ale măduvei spinării (calea sensibilității tactile, calea sensibilității termice și dureroase) la talamus și apoi la aria somestezică primară din lobul parietal. Pe această arie, regiunile corpului sunt reprezentate sub forma unui homunculus senzitiv, o hartă deformată în care zonele cu mulți receptori (mâinile, buzele, limba) ocupă o suprafață disproporționat de mare.

Herpesul

Herpesul este o infecție virală a pielii și a mucoaselor, produsă de virusul herpes simplex; apare sub forma unor vezicule grupate, dureroase, cel mai des pe buze, iar virusul rămâne latent în ganglionii nervoși și se poate reactiva.

Relevanța pentru Bacalaureat

Analizatorii sunt o temă importantă a programei „Anatomie și fiziologie umană, genetică și ecologie umană”. Pentru examen trebuie să cunoști structura generală a unui analizator (segmentele periferic, intermediar și central), structura și funcționarea analizatorilor vizual, auditiv, vestibular și cutanat, formarea imaginii pe retină, acomodarea, mecanismul auzului și principalele afecțiuni: conjunctivita, cataracta, glaucomul, otita și herpesul. Reține că senzația nu apare la nivelul receptorului, ci în scoarța cerebrală, după prelucrarea informației.