LICEO SCIENTIFICO STATALE “LEONARDO da VINCI” di FIRENZE LICEO SCIENTIFICO STATALE “LEONARDO da VINCI” di FIRENZE CORSO SPERIMENTALE F DOCENTE Prof. Enrico Campolmi Organi di senso organi di senso

I recettori sensoriali possono essere raggruppati in cinque categorie: Recettori sensoriali: sono cellule (spesso neuroni modificati) capaci di trasformare uno stimolo cui vengono sottoposti in un impulso nervoso. Essi sono spesso raccolti in organi di senso, le strutture deputate a rilevare le condizioni dell’ambiente interno ed esterno all’organismo I recettori sensoriali possono essere raggruppati in cinque categorie: Chemiorecettori: analizzano chimicamente l’aria inspirata, i cibi introdotti nella bocca ed i liquidi interni dell’organismo Meccanorecettori: rilevano l’energia meccanica associata a variazioni di pressione, di posizione o alla gravità Fotorecettori: rilevano le variazioni della luce Termorecettori: rilevano variazioni di temperatura Recettori del dolore: sono sensibili alle sensazioni di dolore organi di senso

Terminazione nervosa libera Caldo, freddo Pelle Tipo di recettore Cellula sensoriale Stimolo Localizzazione Termorecettore Terminazione nervosa libera Caldo, freddo Pelle Meccanorecettore Cellula ciliata Vibrazione, movimento, gravità Orecchio interno Terminazione nervosa cutanea Vibrazione, movimento Stiramento Muscoli, tendini Fotorecettore Bastoncello, cono Luce Retina dell’occhio Chemiorecettore Recettore olfattivo Odore (molecole gassose) Naso Recettore gustativo Gusto (molecole in soluzione) Lingua Recettore del dolore Sostanze liberate in seguito a danno dei tessuti Tutto il corpo organi di senso

Tutti i recettori trasformano lo stimolo cui sono sensibili in impulsi nervosi convogliati verso l’encefalo dai neuroni del sistema nervoso sensoriale. Recettore dello zucchero Interneurone «dello zucchero» Cervello Calice gustativo Interneurone «del sale» del sale Neuroni sensoriali Aumento di dolcezza Aumento di salinità Gli impulsi nervosi sono tutti uguali, indipendentemente dallo stimolo che li ha attivati. Il discernimento delle sensazioni avviene nel cervello, perché i vari impulsi attivano aree cerebrali specifiche (visiva, uditiva ecc.). L’intensità dello stimolo fa variare numero e frequenza degli impulsi prodotti; varia inoltre il numero dei recettori attivati dalla stimolazione. organi di senso

Altre infine sono associate ai peli, di cui rilevano il piegamento Meccanorecettori della pelle: sono di vari tipi e producono impulsi nervosi quando la loro membrana viene deformata o stirata. Alcune di queste terminazioni nervose sono avvolte da strati di tessuto connettivo, a formare dei corpuscoli, che reagiscono a variazioni rapide della pressione, come quelle generate da un colpo o da una vibrazione. Altre sono invece libere, come quelle che registrano sensazioni di prurito o di solletico, oppure variazioni di pressione più lente (tatto) Pelo Tocco leggero Nervo Movimento del pelo Pressione forte Calore Altre infine sono associate ai peli, di cui rilevano il piegamento Termorecettori: nella pelle ed in alcune mucose vi sono terminazioni nervose libere sensibili alla temperatura e soprattutto alle sue variazioni organi di senso

Udito: il suono è prodotto da qualsiasi oggetto che vibra Udito: il suono è prodotto da qualsiasi oggetto che vibra. L’orecchio umano è in grado di rilevare direzione, intensità e altezza di un suono; esso è costituito da tre parti: orecchio esterno, orecchio medio e orecchio interno. Orecchio esterno Orecchio interno Padiglione auricolare Condotto uditivo Tromba di Eustachio Orecchio medio Timpano L’orecchio esterno è formato da padiglione auricolare e condotto uditivo, che raccolgono e convogliano le onde sonore verso il timpano, una membrana che separa l’orecchio esterno da quello medio. La forma dell’orecchio esterno aiuta inoltre il cervello a localizzare la sorgente sonora organi di senso

Sollecitato dalle onde sonore, il timpano vibra, trasmettendo il movimento ai tre ossicini dell’orecchio medio (martello, incudine e staffa), che a loro volta mettono in vibrazione la finestra ovale. Poiché questa è molto più piccola del timpano, l’intensità della vibrazione risulta amplificata Staffa Ossa del cranio Canali semicircolari (equilibrio) Nervo acustico Incudine Martello Timpano Finestra ovale (dietro la staffa) Tromba di Eustachio Coclea Attraverso la finestra ovale le vibrazioni sono infine trasmesse al liquido della coclea, nell’orecchio interno La tromba di Eustachio collega orecchio medio e faringe, consentendo di mantenere entro la cavità timpanica una pressione pari a quella atmosferica organi di senso

La coclea è divisa per tutta la sua lunghezza in tre cavità, riempite di liquido. Nella cavità mediana, tra la membrana basilare e la membrana tettoria, si trova l’organo del Corti, dotato di speciali cellule ciliate. Quando le vibrazioni nel liquido cocleare piegano tali ciglia, i neuroni sensoriali posti alla base delle cellule generano impulsi nervosi che raggiungono la corteccia uditiva attraverso il nervo acustico Canale mediano Osso Nervo acustico Organo del Corti Cellule ciliate Membrana tettoria Neuroni sensoriali Al nervo acustico Membrana basilare Sezione trasversale della coclea superiore inferiore organi di senso

Il volume del suono dipende dall’ampiezza delle onde sonore Il volume del suono dipende dall’ampiezza delle onde sonore. Onde più ampie producono vibrazioni più forti, che incurvano maggiormente le ciglia e generano una frequenza più elevata di impulsi nervosi. Il tono del suono dipende invece dalla frequenza delle onde sonore: ogni regione della membrana basilare è sensibile a una particolare frequenza ed il cervello discerne quindi l’altezza del suono in base alla zona da cui proviene il segnale. La membrana basale infatti è rigida e stretta in prossimità della finestra ovale, mentre è più larga flessibile verso l’apice della coclea. Le frequenze elevate (note alte) fanno vibrare soprattutto l’estremità vicina alla finestra ovale, mentre le frequenze minori (note più basse) fanno vibrare zone più spostate verso l’apice. organi di senso

Nell’orecchio interno ha sede anche l’organo dell’equilibrio, costituito da tre canali semicircolari e da due concamerazioni dette orticolo e sacculo. Canali semicircolari Nervo Coclea Orticolo Sacculo Flusso del liquido Cupola Ciglia Cellula ciliata Fibre nervose Direzione del movimento del corpo Quando la testa si muove il liquido in essi contenuto deforma cellule ciliate, facendo percepire spostamenti in tutte le direzioni dello spazio I disturbi legati al movimento (chinetosi) si hanno quando il cervello rileva un contrasto tra i segnali provenienti dall’organo dell’equilibrio e quelli provenienti dagli occhi organi di senso

Anteriormente la sclera sfuma in una membrana trasparente, la cornea. Vista: i vertebrati possiedono un occhio ad obiettivo fotografico, in quanto è formato da uno strato fotosensibile (retina), una lente per la messa a fuoco (cristallino) ed una serie di muscoli che regolano il punto focale, modificando la curvatura della lente L’occhio è rivestito esternamente dalla sclera, robusta membrana connettivale con funzione protettiva, opaca alla luce e di colore bianco. Anteriormente la sclera sfuma in una membrana trasparente, la cornea. Dietro la cornea vi è una cavità riempita da umor acqueo, liquido trasparente che nutre e sostiene il cristallino Sclera Cornea Iride Pupilla Umore acqueo Cristallino Retina La quantità di luce che entra nell’occhio è regolata da un diaframma, l’iride, la parte colorata dell’occhio, che, secondo le necessità, allarga o restringe un foro: la pupilla organi di senso

Dietro la pupilla vi è il cristallino, lente biconvessa formata da fibre proteiche trasparenti, attaccata a fibre muscolari che ne variano la curvatura Vi è poi un’altra cavità, riempita da una sostanza gelatinosa trasparente, l’umor vitreo, che mantiene la forma e la pressione interna dell’occhio. Sulla parete posteriore dell’occhio troviamo la retina, un tessuto nervoso pluristratificato contenente i fotorecettori Sclera Muscolo ciliare Legamento Cornea Iride Pupilla Umore acqueo Cristallino Umore vitreo Coroide Retina Fovea (centro del campo visivo) Nervo ottico Arteria e vena Punto cieco Sotto la retina troviamo infine la coroide, membrana molto vascolarizzata, che nutre le cellule della retina e contiene un pigmento scuro con funzione antiriflesso organi di senso

L’occhio mette a fuoco le immagini sulla retina grazie ai muscoli ciliari, che variano la curvatura del cristallino Per mettere a fuoco oggetti vicini il cristallino deve curvarsi, per far convergere i raggi luminosi. Muscolo ciliare contratto Legamento allentato Coroide Retina Cristallino Luce proveniente da oggetto vicino (raggi divergenti) Visione da vicino (accomodamento) Muscolo ciliare rilassato Legamento contratto Luce proveniente da oggetto distante (raggi paralleli) Visione da lontano I muscoli ciliari allora si contraggono, allentando la loro tensione e consentendo al cristallino di arrotondarsi Quando i muscoli sono invece rilasciati stirano il cristallino distendendolo; in questo caso l’occhio mette a fuoco oggetti lontani. organi di senso

I miopi non mettono bene a fuoco gli oggetti lontani, mentre vedono chiaramente gli oggetti vicini: il globo oculare è più lungo del normale e l’immagine si forma davanti alla retina Forma normale del globo oculare Punto focale Cristallino Retina Lente correttiva divergente Occhio miope Difetti della vista Gli ipermetropi invece non mettono bene a fuoco gli oggetti vicini, mentre vedono chiaramente gli oggetti lontani: il globo oculare è più corto del normale e l’immagine si forma dietro alla retina Forma normale del globo oculare Punto focale Lente correttiva convergente Retina Occhio ipermetrope organi di senso

I fotocettori dell’occhio umano sono i coni e i bastoncelli Corpo cellulare Bastoncello Cono Membrane discoidali contenenti pigmenti visivi Terminazioni sinaptiche I fotocettori dell’occhio umano sono i coni e i bastoncelli I bastoncelli più numerosi dei coni ed assai più sensibili alla luce (consentono la visione notturna), non distinguono i colori Cono Bastoncello Fotorecettori Neuroni Retina Fibre del nervo ottico Nervo ottico I coni meno sensibili alla luce, sono in grado di distinguere i colori organi di senso

I recettori dei calici gustativi rilevano le molecole in soluzione Olfatto e gusto dipendono da cellula recettrici che captano le sostanze chimiche presenti nell’ambiente I chemiocettori del naso individuano le molecole disperse nell’aria, distinguendo tra circa 50 tipi principali di odori Bulbo olfattivo Osso Cellula epiteliale chemiorecettrice Ciglia Cervello Cavità nasale Muco Potenziali d’azione I recettori dei calici gustativi rilevano le molecole in soluzione Oltre ai quattro gusti più familiari, (dolce, salato, acido e amaro), ne esiste un quinto, chiamato umami (in giapponese “saporito”), associato al glutammato monosodico, composto particolarmente presente in carni, formaggi ed altri alimenti ricchi di proteine organi di senso