Реферат на тему орган равновесия

Обновлено: 05.07.2024

Равновесие поддерживается благодаря координации визуального кинестетического и вестибулярного механизмов. Этот механизм обеспечивает пространственную ориентацию, вертикальное положение тела и ходьбу. Контроль за всеми группами мышц, обеспечивающими статику и движения тела, позволяет противодействовать влиянию веса тела и центробежных сил.

Ниже указаны основные функции вестибулярной системы:
• Передача в ЦНС информации о действии сил, вызывающих линейное и угловое ускорение.
• Координация движений в результате непрерывного контроля тонуса скелетных мышц. Информация от вестибулярных рецепторов координируется и интегрируется с информацией, поступающей в зрительную систему. Обеспечение пространственной ориентации также является функцией вестибулярной системы.

Различие между сенсорными клетками и внеклеточной жидкостью составляет физиологическую основу нормальной деятельности вестибулярного сенсорного органа. По волокнам преддверного нерва постоянно распространяются разряды потенциала действия, даже если рабочий орган находится в состоянии покоя (активность покоя).

Как и в улитке, каналы, участвующие в преобразовании механического сигнала в электрический, в волосковых клетках преддверия открываются в результате давления на верхушечные связующие микрофиламенты, вызывая входной ионный ток и изменение потенциала рецептора. В зависимости от направления, в котором отклоняются микроцилии волосковых клеток, активность покоя изменяется в результате увеличения частоты разрядов (деполяризаций) или ее уменьшения (гиперполяризация).

Таким образом, модуляция активности покоя позволяет человеку, используя один рецептор, воспринимать движения как в одном, так и в противоположном направлении.

а) Функция отолитового органа в обеспечении равновесия: восприятие линейного ускорения. Линейное ускорение является сенсорным стимулом для горизонтально ориентированного пятна маточки и вертикально ориентированного пятна сферического мешочка. Силы сдвига, возникающие при линейном ускорении, смещают отолиты и вызывают деформацию сдвига в волосковых клетках, которая является для этих клеток адекватным стимулом.

Возникающие в нейронах импульсы инициируют макулоокулярный рефлекс, вызывая компенсаторные движения глазных яблок, обеспечивающие оптимальное статическое положение глаз во время линейного движения. Инициируется также макулоспиналъный рефлекс, который влияет на мышцы туловища и конечностей через двигательные нейроны передних рогов спинного мозга, обеспечивая стабильное положение тела во время линейного движения.

У отолитового аппарата есть и другая функция: вследствие постоянного действия гравитационной силы отолиты оказывают постоянное давление на расположенные под ними сенсорные клетки даже в условиях покоя. Это давление влияет на активность механорецепторов в покое. Линейное ускорение, возникающее, например, при падении, быстром наклоне головы, авиаперелетах или быстром подъеме на лифте, изменяет активность покоя, обеспечивая тем самым непрерывный пространственный контроль во время движения по вертикали.

б) Функция полукружных каналов в обеспечении равновесия: восприятие углового ускорения. Положительное и отрицательное угловое ускорение приводит в движение эндолимфу в полукружных каналах, расположенных в плоскости действия центробежной силы. Стимул всегда действует на полукружные каналы с двух сторон; на одной стороне происходит смещение купола к маточке (ампулопетальная стимуляция), на другой - смещение в противоположном направлении (ампулофугальная стимуляция).

В результате в полукружном канале, в котором купол смещается в ампулопетальном направлении, активность покоя усиливается (деполяризующий эффект), в то время как в контралатеральном полукружном канале активность снижается (гиперполяризующий эффект). Этот принцип приложим только к горизонтальным полукружным каналам, так как ампулофугальное смещение вызывает деполяризацию в вертикальных полукружных каналах. Это является нейрофизиологической основой механизма стимуляции вестибулоокулярного рефлекса.

Вестибулоокулярный рефлекс также играет роль в пространственной ориентации. Кроме того, он участвует в стабилизации изображения окружающего мира на сетчатке и вызывает вестибулярный нистагм. Каждое движение головой вызывает медленное сопряженное движение глаз в противоположном направлении, с тем чтобы во время движения по возможности длительно стабилизировать поле зрения на сетчатке. Вестибулоокулярный рефлекс зависит от двух модифицируемых факторов: положения головы и положения глаз. Разница между этими положениями представляет собой угол зрения.

Биоэлектрическая активность вестибулярных сенсорных клеток в покое и при стимуляции.
Отклонение волосковых клеток в сторону от киноцилии (а) вызывает гиперполяризацию и угнетение активности покоя (б).
Отклонение волосковых клеток в противоположном направлении, т.е. в сторону киноцилии (в),
приводит к деполяризации и увеличению частоты разрядов потенциала действия.
1 - желатинозный слой; 2 - микроцилии; 3 - киноцилия;
4 - сенсорная клетка; 5 - синапс афферентного нервного волокна; 6 - волокно афферентного нерва.

P.S. Вестибулоокулярный рефлекс координирует скорость рефлекторного движения глаз (медленный компонент нистагма) со скоростью движения головы. Это обеспечивает четкий визуальный контроль за окружающей обстановкой во время движения. В результате этого рефлекса достигается быстрое обратное движение глаз, или быстрый компонент нистагма.

Сопряженное движение глаз в результате вестибулоокулярного рефлекса с характерным медленным и быстрым компонентами называется вестибулярным нистагмом.

Межпозвоночные суставы шейного отдела позвоночника и глубокие мышцы шеи содержат механорецепторы, которые связаны с ретикулярной формацией с помощью афферентных волокон, а ретикулярная формация, в свою очередь, связана с вестибулярным и глазодвигательным центрами. Функция этих рецепторов состоит в том, чтобы обеспечить непрерывную информацию о положении тела и движениях головы и сделать возможной координацию движений глаз посредством цервикоокулярных путей.

Центральная вестибулярная система включает в себя мозжечок и ретикулярную формацию ствола мозга, т.е. она интегрирована в центры анализа мультисенсорных данных. Это делает возможным мультисенсорный контроль и координацию положения тела, движений и глазодвигательной функции.

Анатомия уха в трех срезах.
Наружное ухо: 1 - ушная раковина; 2 - наружный слуховой проход; 3 - барабанная перепонка.
Среднее ухо: 4 - барабанная полость; 5 - слуховая труба.
Внутреннее ухо: 6 и 7 - лабиринт с внутренним слуховым проходом и преддверно-улитковым нервом; 8 - внутренняя сонная артерия;
9 - хрящ слуховой трубы; 10-мышца, поднимающая нёбную занавеску;
11 - мышца, напрягающая нёбную занавеску; 12 - мышца, напрягающая барабанную перепонку (мышца Тойнби).

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

Мы воспринимаем окружающий мир и события, происходящие вокруг нас при помощи специализированных органов чувств: зрение, слух, осязание, вкус, обоняние. Каждый из этих органов устроен таким образом, что он реагирует на определенный диапазон влияний окружающей среды и передает соответствующую информацию в ЦНС.
Наряду со зрительной и соматосенсорной системами ведущую роль в пространственной ориентировке человека играет вестибулярная система. Она получает, передает и анализирует информацию об ускорениях или замедлениях, возникающих в процессе прямолинейного или вращательного движения, а также при изменении положения головы в пространстве.

Содержание

Введение…………………………………………………………………………. 3
Анатомическое строение вестибулярной системы ……………….…………. 4
Рецепторы и адекватный стимул………………………………….…. 5
Естественные стимулы для макул……………………………….…. 6
Естественные стимулы для полукружных каналов……………………………..7
Центральная вестибулярная система………………………….…………………9
Вестибулярные рефлексы; клинические тесты………………. ……………. 11
Нарушения вестибулярной системы……………………………………………13
Заключение……………………………………………………………. ………. 14
Список литературы…………………

Прикрепленные файлы: 1 файл

vestibulyarny_apparat.docx

аМИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

“Поволжский государсТвенный технологический
университет” (ФГБОУ ВПО “ПГТУ”)

Кафедра безопасности жизнедеятельности

Реферат

Выполнила: студенты группы ТБ-21

Лутошкин Н.В
Мамаева Н.Н
Осипов Е.Ю.
Петрова И.О.
Полатов А.А.
Сербашкина Л.В.
Степанова М.В.
Суетнова Е.Ф.
Фролов Д.А.

Проверила: Киселева Л.Б.

Анатомическое строение вестибулярной системы ……………….…………. 4

Рецепторы и адекватный стимул………………………………….…. . 5

Естественные стимулы для макул……………………………….…. . 6

Естественные стимулы для полукружных каналов……………………………..7

Центральная вестибулярная система………………………….…………………9

Вестибулярные рефлексы; клинические тесты………………. ……………. 11

Нарушения вестибулярной системы……………………………………………13

Наряду со зрительной и соматосенсорной системами ведущую роль в пространственной ориентировке человека играет вестибулярная система. Она получает, передает и анализирует информацию об ускорениях или замедлениях, возникающих в процессе прямолинейного или вращательного движения, а также при изменении положения головы в пространстве. При возбуждении импульсы от вестибулорецепторов вызывают перераспределение тонуса скелетной мускулатуры, что обеспечивает сохранение равновесия тела. Эти влияния осуществляются рефлекторным путем через ряд отделов ЦНС.

В данной работе мы будем подробно рассматривать анатомическое строение и механизм работы вестибулярной системы, а также возможные нарушения работы органа равновесия.

Анатомическое строение вестибулярной системы

Периферическим отделом вестибулярной системы является вестибулярный аппарат, расположенный в лабиринте пирамиды височной кости. Он состоит из преддверия (vestibulum) и трех полукружных каналов (canales cemicircularis). Кроме вестибулярного аппарата, в лабиринт входит улитка (cochlea), в которой располагаются слуховые рецепторы.

Полукружные каналы занимают задненижний отдел костного лабиринта и располагаются в трех взаимно перпендикулярных плоскостях: верхний – во фронтальной, задний – в сагиттальной и латеральный – в горизонтальной. (рис.1.)

Рис.1.Схема вестибулярного лабиринта

Костные каналы имеют вид дугообразно изогнутых трубок. В каждом полукружном канале различают два конца – костные ножки (crura ossea), соединенные дугообразно изогнутой частью канала. Одна из ножек каждого канала расширена – образует костную ампулу (ampulla ossea), называется ампулярной костной ножкой. В полости каждого костного полукружного канала залегают полукружные протоки (ductus semicirculares). Стенки полукружных протоков соединяются с костными стенками этой части улитки посредствам соединительнотканных тяжей.

Вестибулярный аппарат включает также в себя сферический и эллиптический мешочки (sacculus et utriculus). Они расположены в полости костного преддверия и залегают соответственно в сферическом и эллиптическом углублениях.

Сферический мешочек сообщается с улитковым протоком, а эллиптический – с полостью трех полукружных перепончатых протоков. Между сферическим и эллиптическим мешочками и костными стенками преддверия находится перилимфатическое пространство, заполненное перилимфой. На внутренней поверхности переднемедиальной стенки сферического мешочка находится пятно сферического мешочка (macula sacculi), где располагаются окончания сферически-мешотчатого нерва. На внутренней поверхности эллиптического мешочка располагается пятно эллиптического мешочка (macula utriculi), являющегося местом разветвления эллиптически-мешотчатого нерва.

Рецепторы и адекватный стимул

В сенсорном эпителии макул и полукружных каналов находятся два морфологически различных типа рецепторных клеток, которые очевидно существенно не различаются своими свойствами.

Оба типа клеток несут на свободной поверхности субмикроскопические волоски – реснички, поэтому называются волосковыми. Среди них можно различить стереоцилии (по 60-80 на каждой рецепторной клетке) и киноцилии (по одной). Рецепторы – это вторичные сенсорные клетки, т.е. они не несут собственных нервных отростков, а иннервируются афферентными нервными волокнами нейронов вестибулярного ганглия, образующими вестибулярный нерв. На рецепторных клетках оканчиваются также эфферентные волокна. Афференты передают ЦНС информацию об уровне возбуждения рецепторов, а эфференты изменяют чувствительность последних, однако значение этого влияния до сих пор не совсем ясно.

Рис. 2. Схема двух рецепторных клеток сенсорного эпителия вестибулярного органа и их нервных волокон. При наклоне пучка ресничек в сторону киноцилии частота импульсации в афферентном нервном волокне повышается, а при наклоне в противоположную сторону снижается.

Естественные стимулы для макул.

С каждой стороны головы имеются по две макулы (статолитовые органы) – макула утрикулуса и макула саккулуса. Обе они фиксированы относительно черепа. Реснички рецепторных клеток погружены в отолитовую мембрану. У последней за счет присутствия кристаллов кальцита плотность существенно выше, чем у эндолимфы, заполняющей остальную внутреннюю полость саккулуса и утрикулуса. Когда сенсорный эпителий отолитового аппарата не занимает горизонтального, сила тяжести вызывает скольжение по нему всей отолитовой мембраны. Это перемещение изгибает реснички, т.е. на рецепторы действует адекватный стимул.

Центральные компоненты вестибулярной системы, оценивая тип возбуждения вестибулярного нерва, информирует организм об ориентации черепа в пространстве. Обеспечение таких сведений – важнейшая функция отолитовых органов. Гравитационное ускорение – лишь одна особая форма линейных ускорений; естественно, макулы реагируют и на другие. Однако ускорение силы тяжести настолько велико, что в его присутствии прочие линейные ускорения, встречающиеся в повседневной жизни, играют для вестибулярной системы подчиненную роль и могут даже неправильно интерпретироваться ЦНС.

Естественные стимулы для полукружных каналов.

Второй вид адекватных стимулов для ресничек вестибулярных рецепторов воспринимается в полукружных каналах. Хотя реальная форма последних в организме–не идеальная окружность, они действуют как замкнутые круговые трубки, заполненные эндолимфой. В области ампулы их наружная стенка выстлана сенсорным эпителием; здесь купула с глубоко утопленными в ней ресничками рецепторных клеток выступает в эндолимфу. Не содержащая минеральных включений купула полукружных каналов обладает точно такой же плотностью, что и эндолимфа. Следовательно, линейное ускорение (включая гравитационное) на этот орган не влияет; при прямолинейном движении и различных ориентациях головы взаиморасположение полукружных каналов, купулы и ресничек остается неизменным. Иной эффект у углового (вращательного) ускорения. При повороте головы полукружные каналы, естественно, поворачиваются вместе с ней, однако эндолимфа в силу своей инерции в первый момент остается на месте. Возникает разность давлений по обе стороны купулы, соединенной со стенкой канала и образующей водонепроницаемую преграду, в результате чего она отклоняется в сторону, противоположную движению. Это вызывает сдвиговое усилие, приложенное к ресничкам, и, таким образом, изменяет активность афферентного нерва. В горизонтальных каналах все рецепторы ориентированы так, что киноцилии обращены к утрикулусу, поэтому активность афферентов увеличивается, когда купула отклоняется в ту же сторону (утрикулопетально). В левом горизонтальном полукружном канале это происходит при вращении влево. В вертикальных каналах афференты активируются при утрикуло–фугальном отклонении купулы (от утрикулуса). Импульсация всех этих волокон, приходящих из трех каналов с каждой стороны, также оценивается ЦНС и дает информацию об угловых ускорениях, действующих на голову. Именно потому, что голова может вращаться вокруг трех пространственных осей–наклоняться вперед и назад, влево и вправо и поворачиваться вокруг длинной оси тела, необходимы именно три полукружных канала, лежащие в трех почти перпендикулярных друг другу плоскостях. При вращении вокруг какой–либо диагональной оси стимулируется более одного канала. Мозг при этом выполняет векторный анализ информации, определяя истинную ось вращения. В клинических исследованиях важно учитывать, что так называемый горизонтальный полукружный канал расположен не совсем горизонтально: его передний край приподнят приблизительно на 30°.

Особенности купулярной механики.

Рассмотрим сначала, что происходит с купулой при кратковременном угловом ускорении, т.е. когда мы просто вращаем головой (рис. 3,А..) Отклонение купулы соответствует моментальной угловой скорости. Соответственно изменения частоты нейронной импульсации по сравнению со спонтанной приближаются к изменениям угловой скорости, а не углового ускорения, хотя силы, вызывающие деформацию купулы, обусловлены именно ускорением. После завершения этого короткого движения купула возвращается в исходное состояние, и активность афферентного нерва снижается до уровня покоя. На (рис.3, Б) показана принципиально иная ситуация, наблюдающаяся при длительном вращении (например, на центрифуге), когда после первоначального ускорения надолго устанавливается постоянная угловая скорость. Купула, отклонившись в первый момент, затем медленно возвращается в положение покоя. Быстрая остановка равномерного вращения снова отклоняет ее, но уже в противоположном направлении (из–за инерции эндолимфа продолжает двигаться, в результате чего возникает разность давлений по обе стороны купулы, приводящая к ее смещению, характеристики которого, за исключением направленности, те же, что и в начале движения). Для возвращения купулы в исходное положение требуется сравнительно длительное время (10–30 с).

Чтобы танцевать, заниматься спортом, выполнять сложные движения и даже просто ходить или бегать, необходимо контролировать положение тела и поддерживать равновесие. Информация о положении тела поступает от органов зрения, позволяющих увидеть, как мы двигаемся, и от находящихся в мышцах и сухожилиях рецепторов растяжения, информирующих нас о сгибании и разгибании ног, рук, пальцев и т.д. Но главный орган, отвечающий за изменение положения тела и за чувство равновесия, — это вестибулярный аппарат.

Каналы и мешочки

Вестибулярный аппарат имеет весьма скромные размеры и представляет собой три полукружных канала и два мешочка. Этот орган расположен внутри височной кости черепа во внутреннем ухе, рядом с улиткой, органом слуха.

Полукружные каналы — это дуги, расположенные в трех разных плоскостях, соответствующих трем измерениям: высоте, длине и ширине. Они заполнены желеобразной массой и снабжены вестибулярными рецепторами — чувствительными волосковыми клетками, расположенными на внутренней стенке ампул, которыми заканчиваются каналы.

Представьте чашку, наполовину наполненную кефиром. Когда она стоит неподвижно, кефир соприкасается только с нижней половиной стенок чашки. Но стоит чашку наклонить, как площадь соприкосновения кефира со стенками чашки с одной стороны увеличится, а с другой — уменьшится. По следам кефира на стенках мы сможем определить, в каком направлении наклоняли чашку.

То же происходит и в каналах вестибулярного аппарата. При любом движении головы или изменении положения туловища жидкость внутри каналов смещается, перестает давить на одни рецепторы на внутренних стенках каналов и давит на другие. Рецепторы возбуждаются и посылают сигналы в головной мозг. Три канала дают точную информацию о перемещении тела в трех измерениях.

В мешочках вестибулярного аппарата также есть рецепторы, на которые давят находящиеся там известковые кристаллики. Эти кристаллики смещаются, реагируя на начало и конец прямолинейного движения, его ускорение или замедление, а также на изменение силы тяжести.

Действие вестибулярного аппарата возможно лишь при наличии земного притяжения, действующего на жидкость внутри каналов и на кристаллики внутри мешочков. Если земного притяжения не будет, кристаллики и жидкость не будут давить на стенки мешочков и каналов, человек потеряет равновесие и не будет получать информацию о положении тела. Такое ощущение испытывают космонавты, и называется оно невесомость. При выходе космического корабля на орбиту сила тяжести, наоборот, увеличивается во много раз. Возникают перегрузки, оказывающие сильное воздействие на вестибулярный аппарат. Чтобы выдержать эти испытания, космонавты и летчики должны быть очень тренированными людьми — их вестибулярный аппарат должен работать безотказно.

Почти все движения человека, ходьба, езда на велосипеде, катание на коньках, акробатические упражнения возможны при условии сохранения равновесия тела. За это отвечают рецепторы равновесия, которые непрерывно поставляют головному мозгу информацию о месте и положении тела в пространстве. Они содержатся в суставах, скелетных мышцах и вестибулярном аппарате внутреннего уха. Высшие двигательные центры коры головного мозга направляют команды в мозжечок, а от него — мышцам и суставам. Это происходит автоматически, но при необходимости в процесс вступают высшие (корковые) центры регуляции произвольных движений.

Вестибулярный аппарат (с латин. прихожая) — основной орган равновесия (рис. 185, 186). Он размещён во внутреннем ухе и состоит из двух функциональных частей — преддверья и трёх полукружных каналов, заполненных жидкостью.

Преддверье состоит из овального и круглого мешочков, где размещаются органы равновесия, или отолитовый аппарат (с латин. ухо и камень).

В отолитовом аппарате есть чувствительные рецепторные волосковые клетки — механорецепторы. Их волоски погружены в вязкую жидкость с известковыми кристаллами — отолитами, которые образуют отолитовую мембрану, плотность которой выше плотности среды, её окружающей. Потому под действием силы тяжести или ускорения мембрана смещается (скользит) относительно рецепторных клеток, волоски которых сгибаются в сторону скольжения. Возникает возбуждение клеток. Отолитовый аппарат размещён вертикально в овальном мешочке и горизонтально — в круглом. Следовательно, он контролирует положение тела в пространстве относительно силы притяжения; реагирует на прямолинейные ускорения при вертикальных и горизонтальных движениях тела.

Рис. 186. Рецепторы равновесия и их размещение в вестибулярном аппарате: а) чувствительный участок внутреннего уха в спокойном состоянии; б) смещение вязкой массы во время наклона головы; в) ампульный гребень в спокойном состоянии; г) ампульный гребень во время вращения: 1 — эндолимфа; 2 — вязкая масса с отолитами; 3 — волоски чувствительных клеток; 4 — опорные клетки; 5 — волокна вестибулярного нерва

Вторая часть вестибулярного аппарата — три полукружных канала диаметром приблизительно 2 мм (рис. 185, 187). Каждый из них сообщается с овальным мешочком и на одном конце имеет расширение — ампулу, в середину которой выдвинут гребень (рис. 186). Он является скоплением рецепторных клеток, волоски которых погружены в вязкую массу, образующую купол. Ускорение, которое возникает при движениях головы по кругу, вызывает смещение жидкости внутри полукружных каналов. Купол гребня, а с ним и волоски изгибаются. Возникает возбуждение рецепторных клеток. Полукружные каналы размещены в трёх взаимно перпендикулярных плоскостях, и поэтому их рецепторные клетки реагируют на круговые и вращательные движения головы и туловища (рис. 187).

Актуальность темы . Все живые организмы развивались и живут в условиях действия на них силы тяжести, или гравитационного поля Земли. В таких условиях живые организмы должны уметь принимать определенное положение по отношению к линии действия силы тяжести, а также уметь координировать свою двигательную активность. Сложные акты поведения человека во внешней среде требуют постоянного анализа окружающего мира, а также осведомленности нервных центров о состоянии внутренних органов. Специальные нервные аппараты, служащие для анализа внешних и внутренних раздражений были названы анализаторами. Современное представление об анализаторах как сложных многоуровневых системах, передающих информацию от рецепторов к коре и включающих регулирующее влияние коры на рецепторы и нижележащие центры, привело к появлению более общего понятия сенсорные системы. Одна из таких сенсорных систем называется вестибулярный анализатор. Вестибулярная сенсорная система служит для анализа положения и движения тела в пространстве. Это одна из древнейших сенсорных систем, развившаяся в условиях действия силы тяжести на земле. Импульсы вестибулярного аппарата используются в организме для поддержания равновесия тела, для регуляции и сохранения позы, для пространственной организации движений человека. Под контролем вестибулярного анализатора находятся почти все скелетные мышцы. Координация движений – очень сложный процесс.

Вестибулярный анализатор имеет важное значение в регуляции положения тела в пространстве и его движений. Периферический отдел вестибулярного анализатора является частью внутреннего уха и состоит из полукружных каналов, размещенных в трех взаимно перпендикулярных плоскостях, и из статоцистных органов – двух мешочков – овального (маточки) и круглого, который расположен ближе к улитке.

Понятие работы вестибулярного аппарата следует определить, как способность строить целостные двигательные действия, преобразовывать их и переходить от одних к другим в зависимости от меняющихся условий. Вестибулярный аппарат обеспечивает более экономичное расходование энергетических ресурсов студенческого организма и реагирует на величину их использования. От степени развития вестибулярного аппарата во многом зависит становление такого двигательного качества, как ловкость (координация). Фактором проявления ловкости представляется способность человека удерживать устойчивое равновесие при различных видах движений. Устойчивое равновесие прослеживается, как профессионально важное двигательное качество в трудовой деятельности фактически всех специальностей.

Читайте также: