CHƯƠNG I. CƠ THỂ CON NGƯỜI LÀ MỘT KHỐI THỐNG NHẤT
CHƯƠNG 11. CÁC CƠ QUAN PHÂN TÍCH
11.2. Các cơ quan phân tích cơ bản
Cấu tạo cơ quan phân tích thị giác (Hình 11.1) gồm:
Phần thụ cảm: nhãn mắt nằm trong hốc mắt, có các cơ bám vào xương sọ làm cho mắt cử động. Nhãn cầu có đường kính trước sau hơi lớn hơn so với đường kính ngang (trung bình khoảng 24mm), gồm 3 lớp áo:
- Áo xơ nằm ngoài cùng có chức năng bảo vệ mắt. Áo xơ gồm 2 phần: giác mạc và củng mạc. Giác mạc là phần trong suốt ở phía trước, chiếm khoảng 1/6 trước của nhãn cầu. Củng mạc là phần ở phía sau, trắng đục, chiếm khoảng 5/6 phía sau của nhãn câud
- Áo mạch nằm giữa, chứa nhiều mạng máu nuôi nhãn cầu. Phần trước mằng mạch biến thành thể mi và mống mắt. Giữa mống mắt có một lỗ hở gọi là đồng tử (con ngươi). Đồng tử có thể mở rộng hoặc thu nhỏ để điều chỉnh lượng ánh sáng vào mắt.
- Màng lưới (võng mạc) nằm trong cùng chứa các tế bào thần kinh và các thụ quan thị giác. Thụ quan thị giác là những tế bào que có chứa Rodopsin và tế bào nón có chứa Iodopsin.
- Hệ thống quang học của mắt gồm: giác mạc, thủy tinh thể, thủy tinh dịch (chất dịch trong suốt chứa đầy cầu mắt). Hệ thống này hoạt động thống nhất có tác dụng hội tụ ánh sáng để tạo thành hình ảnh trên võng mạc, trong đó thủy tinh thể có dạng thấu kính lồi 2 mặt có khả năng đàn hồi, đòng vai trò chủ yếu.
Phần dẫn truyền dây thần kinh thị giác bắt đầu từ các tế bào hạch thuộc lớp thứ 9 của võng mạc. Sợi trục của các tế bào này tạo thành dây thần kinh thị giác
Phần trung ương thần kinh của cơ quan phân tích thị giác nằm ở thùy chẩm, vùng 17 theo Brodman.
109
Hình 11.1. Cơ quan cảm giác thị giác [15].
11.2.1.2. Cơ chế thụ cảm ánh sáng
Quá trình thụ cảm ánh sáng diễn ra ở võng mạc.
Khi ánh sáng chiếu vào mắt, hệ thống quang học có tác dụng làm cho ánh sáng bị khúc xạ trước khi đến võng mạc, kết quả ánh sáng được tập trung ở điểm vàng đáy mắt, tại đây hình ảnh của vật được thu nhỏ, rõ nét và ngược so với vật thật.
Võng mạc là nơi tập trung các tế bào thụ cảm ánh sáng: tế bào que, tế bào nón.
- Dưới tác dụng của ánh sáng trong tế bào que, Retinel chuyển từ dạng 11 - cix (dạng cong) sang dạng all - trans (dạng thẳng) và tách khỏi opsin (Rodopsin trong tế bào que phân giải thành opsin và retinel) làm thay đổi điện thế của tế bào que gây ra xung động thần kinh. Xung động được gửi về não và não phân tích cho cảm giác.
- Hoạt động của Iodopsin trong tế bào nón cũng tương tự như Rodopsin.
Có 3 loại Iodopsin khác nhau, mỗi loại nhạy cảm nhất với một bước sóng nhất định: loại nhạy cảm với bước sóng 445nm (màu lam); loại nhạy cảm với bước sóng 535nm (màu lục) và loại nhạy cảm với bước sóng 579nm (màu đỏ). Các màu khác là sự pha trộn của 3 màu này với tỷ lệ khác nhau. Tùy từng màu mà thành phần, tỷ lệ tế bào nón tham gia thụ cảm khác nhau. Não nhận được các loạt xung động, mã hóa, phân tích và tổng hợp để cho cảm giác về màu đó.
11.2.1.3. Sự điều tiết mắt
Để thấy rõ vật ở những khoảng cách khác nhau thì mắt phải điều tiết bằng sự thay đổi độ hội tụ ánh sáng của thủy tinh thể. Nếu khoảng cách từ vật đến mắt thích hợp thì ảnh của vật hiện đúng trên võng mạc nên nhìn rõ vật.
- Nếu vật ở xa, thì ảnh của vật hiện trước võng mạc. Muốn ảnh hiện đúng
110
võng mạc thì độ hội tụ của ánh sáng phải giảm nên thủy tinh thể phải xẹp.
- Nếu vật ở gần hơn thì ảnh hiện sau võng mạc, do đó muốn ảnh hiện đúng võng mạc thì độ hội tụ ánh sáng phải tăng lên nên thủy tinh thể phải phồng thêm.
Khả năng điều tiết của mắt có giới hạn và mắt chỉ có thể nhìn thấy rõ vật ở giữa 2 điểm: điểm xa (viễn điểm) và điểm gần (cận điểm). Khả năng này thay đổi theo lứa tuổi vì tính đàn hồi của thủy tinh thể yếu dần theo lứa tuổi.
Ví dụ: cận điểm của trẻ 10 tuổi là 7cm, 20 tuổi là 20 cm, 30 tuổi là 17cm, 60 tuổi là 1m.
Nếu mắt luôn phải điều tiết sẽ bị mệt mỏi và tình trạng này kéo dài sẽ dễ dẫn đến cận thị hoặc viễn thị.
- Cận thị chỉ có khả năng nhìn được các vật ở rất gần. Nguyên nhân do cầu mắt quá dài hoặc thủy tinh thể quá phồng, muốn khắc phục phải đeo kính lõm. Nếu trẻ em nhìn vật ở quá gần, mắt phải thường xuyên điều tiết thì thể thủy tinh phải luôn phồng, lâu dần thành quán tính có thể gây ra cận thị.
- Viễn thị chỉ có thể nhìn vật ở khá xa. Nguyên nhân do trục cầu mắt quá ngắn, muốn khắc phục phải dùng kính lồi 2 mặt. Viễn thị là do giảm tính đàn hồi của thủy tinh thể.
11.2.2. Cơ quan phân tích thính giác
11.2.2.1. Cấu tạo cơ quan phân tích thính giác
Phần thụ cảm là tai gồm 3 phần: Tài ngoài, tai giữa và tai trong (Hình 11.2).
- Tai ngoài gồm vành tai và ống tai ngoài có chức năng dẫn truyền sóng âm.
Đầu trong tai ngoài được bịt kín bởi màng nhĩ. Màng nhĩ rất mỏng (0,1mm), có tính đàn hồi cao, hình phễu, đỉnh hướng vào trong, tiếp giáp với xương búa.
- Tai giữa gồm khoang tai giữa, hệ thống xương (xương búa, xương đe, xương bàn đạp) và vòi Eustachian thông với họng để đảm bảo sự cân bằng áp lực hai bên màng nhĩ.
- Tai trong có cấu tạo phức tạp gồm: mệ lộ xương bên ngoài, mê lộ màng bên trong và các dịch chứa đầy các xoang. Tai trong có bộ máy tiền định, ba ống bán khuyên và ốc tai. Trong ốc tai có cơ quan Corti làm nhiệm vụ thụ cảm âm thanh.
Cấu tạo cơ quan corti gồm: Màng cơ sở có khoảng 24.000 sợi dài ngắn khác nhau; Năm hàng tế bào thính giác có khoảng 23.500 tế bào; Màng mái, phủ trên các tế bào thính giác; Hạch corti.
111
Hình 11.2. Cơ quan cảm giác thính giác [15].
Phần dẫn truyền là tất cả các dây thần kinh xuất phát từ ốc nhĩ trái và phải hội tụ tại nhân trám của hành tủy.
Phần trung ương thần kinh gồm hai củ não sinh tư dưới ở não giữa, các thể gối trong thuộc não trung gian, trung khu thính giác ở thùy thái dương
11.2.2.2. Cơ chế thu nhận âm thanh
Tai người có khả năng thu nhận âm thanh có tần số 16-20.000Hz đến 30.000Hz.
Âm thanh từ bên ngoài theo ống tai ngoài đến tác động đến màng nhĩ làm rung động màng nhĩ và được truyền qua hệ thống xương tai giữa theo nguyên tắc đòn bẫy đến màng cửa sổ bầu dục (Khi vào tai giữa sóng âm được khuếch đại lên 22 lần nhờ sự chênh lệch giữa diện tích màng nhĩ (72mm2) và màng cửa sổ bầu dục (3,2mm2)). Màng cửa sổ bầu dục rung động lõm vào tác động lên ngoại dịch ở khoảng tiền đình làm dồn ép dịch xuống thang nhĩ (thông qua lỗ Helicotrema), dịch trong ống thang nhĩ bị nén sẽ đẩy cửa sổ tròn lồi ra về phía tai giữa. Ngược lại khi màng bầu dục lồi về phía tai giữa sẽ làm cho ngoại dịch thang màng nhĩ rút lên tiền đình làm cho màng cửa sổ tròn lõm vào. Như vậy khi có sóng âm tác động thì cả cửa sổ bầu dục và cửa sổ tròn lồi rung động ngược chiều nhau và ngoại dịch thang tiền đình và thang màng nhĩ cũng rung theo. Vì màng tiền đình phía trên mỏng nên dao động của ngoại dịch trong thang tiền đình cũng làm nội dịch trong màng ống và màng cơ sở dao động theo. Sự rung động của nội dịch và màng cơ sở là những kích thích tác động lên các tế bào thính giác của cơ quan corti là nơi phát sinh xung động điện. Từ đó xung động điện được truyền đi theo các sợi thần kinh từ hạch xoắn ốc Corti nằm ở trung tâm ốc tai truyền theo dây thần kinh số VIII và trung ương thần kinh. Tại trung ương thần kinh xảy ra quá trình phân tích
112
phức tạp và kết quả cho ta nhận biết cảm giác về âm thanh.
- Sự cảm thụ tần số của âm thanh phụ thuộc vào sự hoạt động của các nhóm sợi khác nhau trên màng cơ sở. Phần gốc của ốc nhĩ nhận cảm nhận các âm cao và phần đỉnh cảm thụ các âm thấp.
- Sự cảm thụ cường độ âm thanh phụ thuộc vào số hàng tế bào thính giác.
Các hàng nằm gần màng ốc tai cảm thụ âm thanh to, các hàng ở phía trong ốc nhĩ cảm thụ âm thanh nhỏ.
11.2.2.3. Cơ quan phân tích vận động
Trong việc xác định vị trí và hướng di chuyển của cơ thể có nhiều cơ quan khác nhau tham gia, trong đó bộ máy tiền đình của tai giữ một vị trí đặc biệt.
Bộ máy tiền đình là cơ quan thu nhận vị trí và cử động của cơ thể, cũng như kiểm soát sự thăng bằng. Mọi sự thay đổi vị trí thăng bằng của cơ thể đều kích thích các thụ quan của bộ máy tiền đình và gây phản xạ co dãn những nhóm cơ nhất định để điều chỉnh cho cơ thể ngay ngắn.
Bộ máy tiền đình gồm 2 bộ phận: tiền đình và các ống bán khuyên. Tiền đình chứa đầy nội dịch, trong đó có những hạt nhỏ là muối photpho, gọi là nhĩ thạch hay bình thạch.
Sự thay đổi vị trí của cơ thể, đặc biệt là của đầu, kéo theo sự thay đổi của bình thạch nằm trên các thụ quan của tiền đình. Các thụ quan đó nối liền với nhánh tiền đình của dây thần kinh thính giác. Sự thay đổi vị trí của bình thạch kích thích các thụ quan, gây hưng phấn ở các thụ quan. Nhờ các hưng phấn này mà có sự thay đổi phản xạ cường tính của các nhóm cơ xác định.
Ba ống bán khuyên nằm trên 3 mặt phẳng thẳng góc với nhau. Đầu tận cùng của mỗi ống phình ra làm thành hình cái bầu. Trong bầu có đầu mút của các sợi tiền đình của dây thần kinh thính giác. Khi ta thay đổi vị trí, đặc biệt là khi đầu chuyển động, thì các ống bán khuyên cũng quay theo. Trong khi đó, do độ quánh và quán tính, nội dịch nằm yên như cũ, kết quả là áp lực trên các thụ quan thay đổi. Điều đó gây kích thích đối với thụ quan của nhánh thần kinh tiền đình và do đó, gây ra một loạt phản xạ như phản xạ thay đổi cường tính của các cơ ở thân, ở cổ, ở mặt, ở các chi. Sự co các cơ đó góp phần vào việc giữ tư thế của đầu một vị trí nhất định và vào việc làm thay đổi vị trí của toàn thân.
Những người vừa câm vừa điếc thường bị hỏng bộ máy tiền đình, nên khi nhào xuống nước, họ mất khả năng định hướng trong không gian, do đó thường bị chết đuối.
Trong điều kiện bình thường, việc thiếu bộ máy tiền đình có thể bổ khuyết bằng các giác quan khác.
113
Các chứng say sóng, chóng mặt khi đi tàu biển, ô tô…là biểu hiện của sự tăng cường hưng tính của cơ quan tiền đình.
11.2.3. Cơ quan phân tích vị giác
11.2.3.1. Cấu tạo cơ quan phân tích vị giác
Phần thụ cảm là lưỡi: Lưỡi là một khối cơ nằm trong khoang miệng, trên bề mặt lưỡi có các thể thụ cảm vị giác ở trên các nhú vị giác nhất là nhú vòng, nhú lá còn gọi là các núm vị giác, phần lớn nằm ở chỗ V lưỡi. Một số ít hơn thể thụ cảm nằm ở nhú lưỡi có hình nấm trong mặt phẳng dưới lưỡi, một số khác nằm ở dọc hai bên. Ngoài ra có các nhú vị giác nằm rải rác ở vòm hầu, trụ màng hầu, thậm chí ở ngay gần thực quản.
Mỗi tế bào vị giác có cấu tạo đầu phía trên là các nhung mao, đầu dưới là các sợi thần kinh cảm giác vị giác. Vị ngọt, mặn được cảm nhận chủ yếu ở đầu lưỡi, vị chua được cảm nhận ở hai bên còn vị đắng được cảm nhận phía sau lưỡi và màng hầu.
Hình 11.3. Cơ quan cảm giác vị giác [15].
- Phần dẫn truyền là toàn bộ dây thần kinh xuất phát từ núm vị giác tập hợp với nhau thành các bó riêng lẻ của hành tủy và kết thúc trong nhân của bó này. Từ đây các sợi thần kinh hướng tâm của phân tích vị giác sẽ tới đồi thị và kết thúc ở nhân bụng và nhân giữa.
- Phần trung ương thần kinh thần kinh vị giác cho đến hiện nay vẫn chưa xác định chính xác.
11.2.3.2. Cơ chế tiếp nhận vị
Cơ chế kích thích tế bào vị giác: khi chất hóa học gắn với các phân tử protein tiếp nhận trên màng lông tế bào vị giác làm mở các kênh ion Na khiến các
114
ion Na đi vào gây khử cực dẫn đến phát sinh điện thế hoạt động từ các tế bào vị giác truyền về não bộ tạo nên các cảm giác vị giác và phản xạ liên quan đến ăn uống.
Quá trình dẫn truyền cảm giác vị giác: mỗi gai vị giác có từ 2-3 sợi thần kinh - Những gai vị giác ở 2/3 phía trước của lưỡi theo dây thần kinh số V qua thừng nhĩ vào dây thần số VII từ đó nhận vào bó đơn độc ở thân não.
- Những cảm giác phần sau của lưỡi theo dây thần kinh lưỡi hầu cũng nhập vào bó đơn độc nhưng ở chỗ thấp hơn.
- Cảm giác ở nền lưỡi và các vùng hầu theo dây thần kinh X đi vào bó đơn độc.
Cảm giác vị giác còn phụ thuộc vào nhiệt độ của dung dịch chất hòa tan khi tác dụng vào lưỡi. Ở người, nhiệt độ thuận lợi nhất là từ 20-30oC. Nếu nhiệt độ tăng cảm giác ngọt và chua tăng, nhiệt độ giảm cảm giác vị đắng và mặn tăng. Nếu nhiệt độ quá thấp hoặc quá cao sẽ làm mất cảm giác vị giác. Nếu liên tiếp kích thích một số vị khác nhau lên lưỡi sẽ xảy ra hiện tượng phản vị giác.
11.2.4. Cơ quan phân tích khứu giác
11.2.4.1. Cấu tạo cơ quan phân tích khứu giác
Phần thụ cảm: cơ quan cảm giác khứu giác là những tế bào khứu giác nằm trong màng nhầy khoang mũi, chúng có khả năng thu nhận kích thích bằng hơi.
Phần dẫn truyền khứu giác bắt đầu từ đầu trong tế bào khứu giác phát triển thành các sợi thần kinh khứu giác đi đến hành khứu giác và từ đây có sợi thần kinh dẫn truyền lên vỏ não.
Hình 11.4. Cơ quan cảm giác khứu giác [15].
11.2.4.2. Cơ chế tiếp nhận mùi.
Cơ chế kích thích receptor: lông tế bào khứu giác là mơi tiếp nhận kích thích hóa học. Màng của phần lông có nhiều phân tử protein xuyên suốt chiều dày của
115
màng và các phân tử protein này có thể gắn với phân tử có mùi. Quá trình gắn với các phân tử mùi cần cho việc kích thích tế bào khứu giác. Có 2 thuyết giải thích cơ chế kích thích :
- Thuyết cho rằng khi gắn với phân tử mùi thì phân tử protein bị biến dạng, làm mở các kênh ion Na đi vào gây khử cực tế bào khứu giác.
- Thuyết cho rằng khi protein gắn với phân tử mang mùi thì nezym adenylatcyclase ở đầu phía trong tế bào trở nên hoạt động dẫn đến tạo thành nhiều AMPv, AMPv được sinh ra lại tác động đến protein khác gây nên mở các kênh ion.
Trong điều kiện bình thường điện thế màng tế bào khứu giác khoảng -55mV, tần số dao động do tế bào phát ra là từ 1xung/20s đến 2-3 xung/s. Khi có mùi kích thích sẽ gây khử cực màng tế bào khứu giác xuống còn -30mV hoặc ít hơn đồng thời tần số dao động tăng lên khoảng 20 xung/s (Tần số xung tỉ lệ thuận với logarit cường độ kích thích). Sau khi có sự khử cực màng xung động hướng tâm được tạo ra cảm giác khứu giác được truyền về não tại đây nó được chia thành 2 đường:
- Đường đi tới vùng khứu giác giữa (nhóm nhân nằm ở phần giữa nên của não trước và ở phía trên vùng dưới đồi) đáp ứng các phản ứng sơ đẳng đối với khứu giác như: liếm môi, tiết nước bọt...
- Đường dẫn truyền cũ và vùng khứu giác bên từ đây có các đường dẫn đi đến hầu hết các phần của hệ limbic nhất là hồi hải mã, và vỏ não thuộc phần trước giữa thùy thái dương.
Ngưỡng kích thích khứu giác rất thấp, tuy nhiên việc xác định ngưỡng kích thích khứu giác của các mùi khác nhau rất khó khăn vì khứu giác có tính chủ quan và khi đo cần phải loại trừ hoàn toàn các mùi khác. Các tế bào khứu giác có khả năng thích nghi rất cao. Khi bị kích thích receptor khứu giác thích nghi đến 50% sau giây đầu tiên sau yếu dần, do đó ngưỡng khứu giác hay độ nhạy cảm khứu giác giảm khi ngửi lâu một hơi nào đó.
11.2.5. Cơ quan cảm giác da và nội tạng 11.2.5..1. Cấu tạo của cơ quan cảm giác da
Da bọc ngoài cơ thể. ở người lớn, bề mặt da trung bình khoảng 1,5m2 hoặc lớn hơn. Da được cấu tạo gồm 3 lớp:
- Lớp ngoài cùng là lớp biểu bì gồm nhiều tầng tế bào: tầng trên cùng hóa sừng và bong ra từng phần và được thay thế bằng tầng dưới. Tầng tế bào thứ hai là tầng tế bào sinh trưởng có chứa sắc tố melanin làm cho da có màu sắc riêng.
- Lớp giữa (lớp da chính thức) là lớp liên kết gồm 2 tầng: tầng gai và tầng lưới, trong đó: Tầng gai chứa mạch máu và đầu mút dây thần kinh; Tầng lưới dày hơn tầng gai do mô liên kết sợi chắc tạo nên.