F yzika v zmyslových orgánoch

Fyzika v zmyslových orgánoch Zmyslové vnímanie – príjem a uvedomenie si informácií prichádzajúcich z vonkajšieho aj z vnútorného prostredia organizmu • Vonkajšie prostredie - zrak, sluch, čuch, chuť a hmat • Vnútorné prostredie - informácie o polohe tela, receptory schopné reagovať na zmeny zloženia vnútorného prostredia organizmu a na bolesť, ktoré vyvolávajú pocity ako hlad, smäd, únava a pod. • Podnety • Adekvátne na ich vnímanie je špeciálne určený receptor a pre daný podnet je najcitlivejší • Neadekvátne vnímajú ich aj ostatná receptory ale ich intenzita musí byť vyššia

Rozdelenie receptorov • Podľa druhu pôsobiacej energie • Mechanoreceptory • Termoreceptory • Chemoreceptory • Fotoreceptory • Podľa zložitosti receptorov • Voľné nervové zakončenia, ktoré sú najjednoduhšie. Vlákno nervu sa vetví a jeho vetvy končia medzi bunkami príslušnej inervačnej oblasti (prevažne receptory bolesti). • Zmyslové telieska (senzitívne nervové zakončenia) sú tvorené senzitívnym nervovým vláknom a rôzne diferencovanou väzivovou zložkou, ktorá obaľuje nervové zakončenia (koža) • Zmyslové bunky sú najzložitejšie (čuch, chuť, sluch, zrak) • Podľa miesta vzniku podnetov a spôsobu ich zachytenia • Telereceptory, schopné zachycovať podnety zo vzdialených zdrojov (zrak, čuch, chuť) • Exteroreceptory, priamy dotyk povrchu organizmu s prostredím (chuť, kožný vnem) • Proprioreceptory sú umiestnené v svaloch, šľachách, kĺboch a informujú o polohe a o aktívnom i pasívnom pohybe tela a končatín • Interoreceptory sú umiestnené vo vnútorných orgánoch

Prevodné funkcie receptorov • Menič energie Podnet – elektrický signál – odpoveďou zmyslovej bunky je vznik receptorového potenciálu (predstavuje miestnu zmenu kľudového membránového potenciálu, ktorej veľkosť je úmerná intenzite signálu) a receptorového prúdu – reakciou je vznik činnostného potenciálu • Podstata väzby medzi podnetom a odpoveďou receptorovej bunky zatiaľ nie je jednoznačne vysvetlená. Predpokladajú sa dva typy väzieb • Priama väzba s latenciou 10 – 100 s prebieha bez dodávania energie. Táto doba odpovedá intermolekulovým interakciám. • Nepriama väzba s latenciou od niekoľko ms až po stovky ms. Táto doba je dostatočne dlhá pre uskutočnenie enzýmového prenosu. Vyžaduje sa dodávka energie

Receptory väčšiny zmyslov sa vyvinuli z primárnych epitelových buniek. • Typická zmyslová bunka sa skladá z dvoch segmentov: • Vonkajší – jeho štruktúra odpovedá druhu podnetu, pre ktorý je určený. Je obvykle tvorený modifikovanými mikroklkami, často v podobe vláskov alebo prstovytých útvarov alebo obsahuje mikrotubulárne alebo lamenárne štruktúry. • Vnútorný – hlavným znakom je veľká akumulácia mitochondrií, ktorých účelom je poskytnúť energiu pre vznik receptorového prúdu

Pre funkciu receptorovej bunky sú rozhodujúce elektrické pochody. • Zdroj napätia je lokalizovaný v membráne vnútorného segmentu (difúzny potenciál U1R1 ) • Odpoveďou zmyslovej bunky na podnet je vzrast membránovej permeability pre katióny vo vonkajšom segmente vplyvom depolarizácie. Zmena permeability nemusí zasiahnuť membránu celého vonkajšieho segmentu. V priebehu depolarizácie je tok katiónov orientovaný z vonkajšieho do vnútorného segmentu. V niektorých zmyslových bunkách môžu byť v susedných podporných bunkách lokalizované prídavné zdroje napätí (U4 R4 )

Vzťah podnetu a vnemu • Vzhľadom na intenzitu • intenzita vnemu rastie s intenzitou podnetu • rastie logaritmicky (Weberov-Fechnerov zákon) IR=k΄.log IS , kde IS je intenzita podnetu a IR intenzita vnemu • V poslednej dobe je vyjadrovaný mocninový vzťah (Stevensov zákon) IR = k΄΄. (IS)a k΄a k΄΄ sú konštanty úmernosti, a je exponent charakteristický pre každý zmyslový vnem • V oblasti stredných intenzít podnetov nie je medzi obidvoma vyjadreniami výraznejší rozdiel. Pri hraničných intenzitách je lepší mocninový vzťah. • Prah podnetu – energia, ktorú musí podnet dosiahnuť, aby vyvolal vznik receptorového potenciálu • Adaptácia – individuálna vlastnosť každého typu receptorov a znamená proces zmeny kedy pôsobením podnetu rovnakej intenzity dlhšiu dobu sa znižuje dráždivosť receptorov a dochádza k zníženiu frekvencie vznikajúcich akčných potenciálov • Rýchlosť šírenia akčných potenciálov nervovým vláknom závisí od anatomicko - histologickej štruktúry. Väčší priemer – vyššia rýchlosť

Vnímanie chemických podnetov • Chemický signál slúži na prenos niektorých biologicky významných informácií • Špecifikované zlúčeniny – informačný ribonukleová kyselina, cyklický adenozinmonofosfát, hormony, synaptické mediátory, feromony, pyrogénne látky produkované mikroorganizmami a antigeny • Transportné médium – spojenie medzi vysielačom a prijímačom • Vysielač (bunkové jadro, bunková membrána, žľaza s vnútornou sekreciou, presynaptická oblasť nervového vlákna, pachová žľaza a pod. • Prijímač (ribozómy, enzymy, postsynaptická membrána, imunocyty, čuchové a chuťové bunky) • Médium (cytoplazma, medzibunková tekutina, krv, voda, vzduch) • Chemosenzitívne orgány, chemoreceptorové bunky, receptorové molekuly • Prijímač musí mať chemickú špecifičnosť – citlivosť na rôzne chemické zlúčeniny • Na detekciu vplýva aj priestorové usporiadanie receptorových molekúl. • Fázy chemického snímania vo forme voľných molekúl: • Zachytenie signálu a presmerovanie k špecifickej receptorovej štruktúre • Premena chemického signálu na fyziologický schopný prevodu a spracovania • Deaktivácia alebo rozloženie signálnej substancie, ktoré umožní ďalší príjem

Štruktúra a funkcia receptorov chuti a čuchu • Vnímanie chuti a čuchu úzko súvisia a majú podobný mechanizmus vzniku podráždenia. • Na recepciu čuchu je určený čuchový epitel s plochou približne 500 mm2 a hrúbkou asi 10 mm, ktorý sa nachádza v nosovej dutine. • Človek má približne 1 000 000 zmyslových buniek a môže rozlíšiť asi 4 000 rôznych pachov. • Čuchové receptory sú veľmi rýchlo sa adaptovateľné, čo sa prejaví až vymiznutím činnostných potenciálov. • Chemoreceptory chuti ( chuťové poháriky) reagujú na látky rozpustené v ústnej dutine. Sú umiestnené v sliznici epiglotis, faryngu, na bočných stranách a zadnej časti jazyka. • Chuťové vnemy závisia do značnej miery od podráždenia čuchu.

Schéma čuchového ústrojenstva a jeho spojenie s čuchovým mozgom

Vnímanie zvuku • Zachytenie – prenos – spracovanie akustického signálu – jeho premena na zvukový vnem danej sily a frekvencie • Podnetom pre sluch sú zvukové vlny, t.j. vo vzduchu a vo vode pozdĺžne kmitanie molekúl vzduchu (zhusťovanie a zrieďovanie molekúl) a v pevnom prostredí môže byť pozdĺžne ale aj priečne. Sluchom sme schopní rozoznať zvuky a tóny, ich intenzitu, výšku, zafarbenie, smer odkiaľ prichádzajú. • Človek počuje a rozlišuje pri strednej hlasitosti tóny od frekvencie 16 Hz asi do 20 000 Hz. Infrazvuk (menej ako 16 Hz) a ultrazvuk. Maximálna citlivosť sluchu je pre tóny 1000-5000 Hz. • Fázová rýchlosť (c) je rýchlosť šírenia zvukovej vlny a závisí na fyzikálnych vlastnostiach prostredia (najmä pružnosť, hustota a teplota) • Vo vzduchu 330 m/s • Vo vode 1400 m/s • V ľade 3200 m/s • Zvuk je charakterizovaný • Výškou (frekvencia) • Farbou (zastúpenie harmonických frekvencií v zvukovom spektre) • Intenzitou (množstvo akustickej energie, ktorá prejde jednotkovou plochou kolmou na smer šírenia vlny za sekundu)

Vlnenie je taký fyzikálny periodický dej, pri ktorom sa každému spojitému prostrediu jednoznačne priraďuje zmena skúmanej veličiny ako funkcie času a polohy y = f(s, t). Ide o časové a periodické zmeny fyzikálnych veličín. Vlnenie vzniká vtedy, keď sa kmitavý dej šíri v priestore, v ktorom sú častice alebo polia (objekty) schopné kmitať spriahnuté. Medzi spriahnutými oscilátormi sa prenáša energia. Vlnenie vzniká tým, že budič (napr. kameň hodený do vody) odovzdá (pohybovú) energiu časti prostredia (vode), ktoré sa rozkmitá, a tým sa začnú (mechanické) kmity šíriť od budiča do prostredia. Vlnová funkcia je zápis y = f(s, t), kde je potrebná konkretizácia. Napríklad pre výchylku pozdĺžnej vlny platí . V rovnici sú dve premenné: x, t. Každý fyzikálny periodický dej, pri ktorom každému bodu spojitého prostredia jednoznačne priraďujeme zmenu skúmanej veličiny ako funkcie času, je vlnením. Napr. elektromagnetické vlnenie.

Zvuk je forma energie, ktorú môžeme počuť. Je vyvolaný kmitmi a v tuhých látkach, kvapalinách a plynoch sa šíri v podobe vĺn. Zvuk sa nešíri iba vzduchom, ale aj inými látkami. Sú to kvapaliny, tuhé látky ako je podlaha a strop. Keď predmety kmitajú, vzduch raz zhustne a raz zas zredne a v dôsledku toho sa tlak vzduchu v okolí striedavo znižuje a zvyšuje. Zvuk vzniká už pri zmenách tlaku vzduchu. Keď vzduch kmitá, rozochveje tenkú membránu v uchu – ušný bubienok. Práve vďaka tomu kmity vnímame ako zvuk. Kmity musia byť dostatočne silné, aby ich človek počul. Keď predmet kmitá, šíria sa od neho zvukové vlny. Čím ste od predmetu ďalej, tým viac energie sa spotrebuje, aby zvuk dorazil až k vám, teda tým je slabší. Zvukové vlny sa odrážajú od tuhých predmetov, ako sú múry a okná. Napríklad, keď počujete niekoho v miestnosti, počujete nielen zvuk, pochádzajúci priamo od jeho hlasu, ale aj zvuk, ktorý sa odráža od stien, stropu a podlahy. Tento jav sa nazýva dozvuk.

Čím silnejšie niečím udriete, tým hlasnejší zvuk vzniká. Predmet viac kmitá a teda vo svojom okolí spôsobuje väčšie zmeny tlaku vzduchu. Uši sú schopné zachytiť širokú škálu zmien tlaku. Frekvencia sa meria v hertzoch Hz. Uši sú schopné zachytiť iba zvuky s frekvenciou 20 – 20 000 Hz. V horúcich dňoch sa zvuk šíri vzduchom rýchlosťou približne 330 m/s. Za chladného počasia sa zvuk šíri pomalšie. Zvuk sa vo vode šíri 4x rýchlejšie než vo vzduchu. Hlasitosť sa meria v decibeloch Db. Keď energia zvuku vzrastie 10x, počet decibelov sa zväčší o desať.Štart rakety 150 – 190 dbŠtart prúdového lietadla 120 – 140 dbHrom 95 – 115 dbMotocykel 70 – 90 dbVysávač 60 – 80 dbOrchester 50 – 70 dbRozhovor 30 – 60 dbŠepot 20 – 30 dbPadajúce lístie 20 db

Hladina intenzity (L) – zaviedla sa pre porovnanie dvoch intenzít • L = 10 log (I / I0) , kde referenčná hladina zvuku pre ľudské ucho (prahová intenzita tónu 1 kHz) I0 = 10-12 W.m-2 a jej odpovedá referenčný akustický tlak p0 = 2.10-5 Pa • Jednotkou je bel (B). V praxi sa používa jednotka decibel (dB) 1 dB = 10 B • Akustický signál určitej intenzity vyvoláva sluchový vnem určitej hlasitosti. • Hlasitosť • je prahová veličina, čo znamená, že na podráždenie sluchového orgánu a vyvolanie sluchového vnemu je potrebná určitá minimálna intenzita zvukového podnetu, t.j. prahová intenzita, ktorá je frekvenčne závislá. (prah počutia a prah bolesti) • je subjektívne vnímaná intenzita zvuku. • jednotkou je fón (Ph). Hladina hlasitosti jedného fónu zodpovedá hladine intenzity 1 dB pre referenčný tón 1000 Hz. • Sluchové pole • Oblasť hladín intenzity ohraničených prahom počutia a prahom bolestivo frekvenčnom rozsahu 16 – 20 000 Hz • V ňom je oblasť reči a hudby • Ak spojíme prahové intenzity všetkých zvukových frekvencii, vznikne krivka, ktorá sa nazýva nulová izofónia /prah počutia/.

Biofyzikálna funkcia ucha • Človek vníma zvukové vlnenie pomocou sluchového orgánu. • Proces je podmienený prenosom zvukovej energie do vnútorného ucha, kde nastáva podráždenie receptorov a tvorba receptorového potenciálu. • Periférnu časť sluchového analyzátora predstavuje ucho. Skladá sa z vonkajšieho, stredného a vnútorného ucha. • Vonkajšie ucho • tvorí ušnica a zvukovod, ktorý z akustického hľadiska plní funkciu rezonátotra a zosilňuje zvukové vlny v rozsahu 2 –6 kHz. • Stredné ucho • sa skladá z bubienka s plochou približne 60mm2 a troch sluchových kostičiek (kladivko, nákovka a strmienok). Kladivko je prirastené k bubienku a strmienok prilieha na oválne okienko veľkosti asi 3,2mm2. • zabezpečuje optimálny prenos akustického signálu z vonkajšieho (plynného) prostredia do vnútorného ucha (kvapalného prostredia). Umožňuje teda impedančné prispôsobenie prenosu energie medzi plynnom a kvapalným prostredím, pretože na rozhraní medzi vzduchom a vodou sa odráža až 99, 9 % akustickej energie. • je od vonkajšieho oddelené bubienkom a od vnútorného oválnym a okrúhlym okienkom. • Následkom pomeru medzi plochou bubienka a oválneho okienka, ako aj pákového prevodu kostičiek stredného ucha sa týmto spôsobom zvyšuje tlak na stene oválneho okienka 21 – krát, čím sa prevod energie zvuku úplne impedančne prispôsobí.

Vnútorné ucho tvorí systém chodbičiek (labyrintov), v ktorých sú uložené receptory sluchového a vestibulárného analyzátora. • Vlastným akustickým receptorovým systémom je Cortiho orgán. Na bazílárnej membráne sú uložené vláskové bunky, ktoré predstavujú receptory zvuku. • Zvuková energia zo stredného ucha sa cez oválne okienko prenáša na tekutinu vnútorného ucha. Tlakové zmeny v endolymfe rozkmitajú bazilárnu membránu, čím sa mechanicky podráždia vláskové bunky, ktoré vytvárajú receptorový potenciál na princípe piezoelektrického javu. Vzniknuté akčné potenciály sa akustickým nervom odvádzajú do centrálneho analyzátora v mozgu. • Bioelektrické prejavy vnútorného ucha sa dajú sledovať pomocou vhodne zavedených mikroelektród. V súčasnosti možno merať potenciály, ktoré vznikajú podráždením nervových zakončení vlákien akustického nervu: • endokochleárny potenciál medzi endolymfou a perilymfou (elektrolyty rôzneho iónového zloženia a kľudový potenciálový rozdiel je 80 mV). Predpokladá sa, že jeho funkciou je udržiavať receptory v stave pohotovosti. • kochleárny mikrofónickýpotenciál vzniká mechanickou deformáciou buniek Cortiho orgánu a je verným obrazom amplitúdy a frekvencie snímaného zvukového signálu • negatívny sumačný potenciál je spájaný s podráždením vnútorných vláskových buniek Cortiho orgánu • vlastné akčné potenciályich vznik nieje jednoznačne vyriešený

Frekvencia signálu (výška tónu) je určená polohou maximálne podráždeného miesta v Cortiho orgáne. Vzdialenosť tohto miesta od ovalného okienka je nepriamo úmerná frekvencii. • Vysoké tóny vyvolávajú maximálne podráždenie vo vnútri slimáka • Nízke na jeho povrchu • Hlasitosť odpovedá frekvencii akčných potenciálov podráždených nervových vlákien Poruchysluchu • Metóda umožňujúca kvalitatívne, ale aj kvantitatívne posúdiť poruchy sa nazýva audiometria. Ide v podstate o vyšetrenie prahu počutia v celom rozsahu akustických frekvencií pomocou audiometra. • Tento prístroj je nízkofrekvenčný oscilátor, na ktorom možno nastaviť frekvenciu a intenzitu zvuku. • Sluch sa vyšetruje pomocou slúchadiel (pre každé ucho osobitne). Pacient sa uzavrie do akusticky dobre izolovanej miestnosti a zachytenie zvuku oznamujú vyšetrujúcemu svetelným signálom. • Zaznamenané hladiny intenzity prahu počutia sa znázornia krivkou, tzv. audiogramom. • Najjednoduchší spôsob vyšetrenia porúch sluchu sa používajú ladičky.

Sluchové ústrojenstvo 1- vonkajší zvukovod, 2- bubienok, 3- dutina bubienková, 4- kladivko, 5- kovadlinka, 6- strmienok, 7- Eustachova trubica, 8- napínač bubienka, 9- predsieň kostenného labyrintu, 10- slimák, 11- polokruhové kanáliky, 12- nerv sluchovorovnovážny, 13- vnútorná krkavica

Vnímanie svetelných podnetov • Videnie znamená príjem a spracovanie informácií o vonkajšom svete v zrakovom centre, ktoré sú výsledkom dopadu fotónov viditeľného svetla na receptory v oku. • Hlavnými časťami zrakového analyzátora sú • oko, v ktorom optickou a fotochemickou cestou vzniká primárny obraz vonkajšieho sveta • optické dráhy sú systém nervových buniek tvoriacich kanál, ktorým sa informácia zachytená a spracovaná okom dostáva do mozgu • zrakové centrum je oblasť mozgovej kôry, kde sa obraz uvedomuje. • Ich vzájomná súhra umožňuje tvorbu obrazu.

Svetlo • Viditeľné svetlo je elektromagnetické vlnenie s vlnovou dĺžkou 380 – 780 nm. • Najkratšiu vlnovú dĺžku má fialové svetlo, ktoré nadväzuje na ultrafialové. Na dlhovlnnom konci sa nachádza červené svetlo, ktoré prechádza do infračerveného. • Svetlo má vlnovo – časticový charakter; niektoré jeho vlastnosti možno opísať vlnovými charakteristikami (odraz, lom), iné časticovými/ energia a pod./. • Zákon priamočiarého šírenia svetla • Zákon nezávislosti svetelných lúčov • Zákon odrazu • Zákon lomu (sin 2 = n12 sin 1 ) • Energia fotónov je funkciou vlnovej dĺžky: • E = h.f = h . c/l, • kde h je Planckova konštanta, f je frekvencia, c je rýchlosť svetla vo vákuu a l je vlnová dĺžka žiarenia. • Zdroje viditeľného svetla môžu byť prirodzené alebo umelé. • Medzi prirodzené zdroje patrí slnečné žiarenie zahrnujúce časť ultrafialového žiarenia (približne od 295 nm), celé spektrum viditeľnej oblasti a časť infračerveného žiarenia. • Z umelých zdrojov svetla sú to žiarovky, výbojky, žiarivky a iné.

Stavba oka a optické vlastnosti jeho prostredí • Ľudské oko je orgán, ktorý vytvára obraz predmetu a mení aj energiu fotónov svetla na elektrický signál. • Oko sa skladá z bielka, ktoré vpredu prechádza do rohovky. • Ďalšou časťou je cievnatka, tá v prednej časti oka vytvára dúhovku a vráskovec. • Dúhovka má v strede zrenicu, čo je otvor s meniteľným priemerom. Zmenou veľkosti otvoru sa reguluje množstvo svetla, ktoré do oka vchádza. Priemer zrenice sa mení v rozsahu 2 – 8 mm a tento mechanizmus sa nazýva akomodácia na svetlo. • Za dúhovkou je uložená šošovka a za ňou je priehľadná rôsolovitá hmota – sklovec. • Vnútornú vrstvu oka tvorí vlastná svetlocitlivá vrstva – sietnica. • Svetelný lúč prechádza štyrmi optickými prostrediami /rohovka, komorová voda, šošovka a sklovec/ až k sietnici.

rohovka • dúhovka • šošovka • vráskavec • sietnica • zrakový nerv • sklovec

1. VONKAJŠIA VRSTVA • vonkajšia vrstva (väzivový obal) sa skladá: a) z nepriehľadného bielka (na jeho povrch sa upínajú okohybné svaly) a b) z priehľadnej rohovky, ktorá sa spája s bielkom, podobne ako sa vkladá sklo do hodiniek; • stredná vrstva (cievnatá) má 3 časti: a) vpredu viditeľná dúhovka, pokračuje b) do vráskovca (na priereze má tvar trojuholníka), c) najväčšiu časť tvorí cievovka (vyživuje sietnicu); • vnútorna vrstva (nervová) je tvorená sietnicou (a), ktorá pokračuje do zrakového nervu (b); • obsah oka tvorí tekutá výplň prednej a zadnej komory (a), šošovka (b) a rôsolovitý sklovec (c) 2. STREDNÁ VRSTVA 3. VNÚTORNÁ VRSTVA 4. OBSAH OKA Horizontálny prierez pravým bulbom, znázorujúci oddelené vrstvy stien (obalov) a obsah oka:

Optická mohutnosť šošovky • Celková optická mohutnosť oka je približne 60 dioptrií /D/ a môže sa u zdravého oka meniť v rozsahu asi 4 D následkom zmeny zakrivenia prednej plochy šošovky. Tento mechanizmus umožňuje ostré videnie v rozsahu od 25 cm až do nekonečna. • Zmena optickej mohutnosti sa nazýva akomodácia, po 40. roku života sa postupne znižuje až celkom vymizne v 70. – 80. roku. n – index lomu šošovky r1, r2 – polomery krivosti lámavých rozhraní šošovky dioptria

Indexy lomu • Rohovka 1,376 • Komorová voda 1,336 • Šošovka 1,413 • Sklovec 1,336 • Polomery krivosti • Rohovka 7,8 mm • Predná plocha šošovky 10 mm • Zadná plocha šošovky -6 mm • Optické mohutnosti • Rohovka 42,7 D • Šošovka 21,7 D • Oko ako celok 60,5 D • Poloha ohnísk • Ohnisko predmetové -14,99 mm • Ohnisko obrazové 23,90 mm • Poloha sietnice 23,90 mm • Znamienka odpovedajú znamienkovej konvencii, podľa ktorej sa svetlo šíri zľava doprava a vzdialenosť meraná v smere postupu lúča svetla sa označuje ako kladná

Vytváranie obrazu na sietniciOptický systém oka - rohovka + šošovka - na sietnici vytvorí zmenšený, dvakrát prevrátený obraz (na hlavu a na strany) • súčasťou oka je spojná optická sústava, ktorá na sietnici vytvára skutočné zmenšené prevrátené obrazy predmetov. • pomocou očného nervu sa informácie prenášajú do mozgu • Oko, ktoré zobrazuje predmet bodovo a na sietnici, sa nazýva emetropické, v opačnom prípade ide o ametropické oko. • Svetelné lúče, ktoré dopadajú na oko, sa podľa zákonov fyziky optickým systémom oka (rohovkou a šošovkou) sústreďujú do ohniska žltej škvrny sietnice. Na svetlocitlivej vrstve sietnice (zmyslový epitel) sa potom vytvára ostrý a jasný obraz, ale zmenšený, zrkadlový a prevrátený na hlavu.

N = fyziologická hodnota (= emetropia). Neprimerané hodnoty sú spojené s neostrým obrazom na sietnici. Pri oku kratšom (Ď = ďalekozrakosť - hyperopia) sa obraz tvorí za sietnicou, pri dlhšom oku (K = krátkozrakosť - myopia) je obraz pred sietnicou. Pri hyperopii sa obraz musí presunúť dopredu (použitím tzv. plus skla = spojky) a pri myopii sa naopak musí posunúť dozadu (predložením tzv. mínus skla = rozptylky) Schématické znázornenie lomivých médií oka

Chyby oka • spôsobené deformáciou očnej buľvy • oslabením akomodácie • Do oka, ktoré nemá refrakčnú chybu, vstupujú svetelné lúče a lámu sa tak, aby dopadli na sietnicu do bodu najostrejšieho videnia (do oblasti žltej škvrny). Takéto oko vidí dobre a ostro. • Ak sa lúče prichádzajúce do oka rovnobežne lámu tak, že dopadnú pred alebo za sietnicu, ide o refrakčnú chybu oka, a to • krátkozrakosť, • ďalekozrakosť • astigmatizmus. • Najčastejšou príčinou týchto chýb je zmena dĺžky oka alebo to, že časti oka zodpovedajúce za lom svetelných lúčov (rohovka a šošovka) lomia lúče viac alebo menej. Zdravé oko

Ďalekozrakosť • Ak sa obraz vytvára za sietnicou, ide o ďalekozrakosť – hypermetropiu (bulbus jealebo skrátený, alebo je lomivos ť optického systému nižšia) • Blízky bod je vo vzdialenosti väčšej ako 25 cm (zvyčajne od 50 cm do 100 cm) • Ďaleký bod v nekonečne • úpravu dosiahneme SPOJKOU • Prejavy • vidieť predmety vo svojej blízkosti nejasne, rozmazane • zaostrovanie zraku, prižmurovanie očí, aby sme videli blízky predmet lepšie • bolesti a pálenie očí, niekedy aj bolesti hlavy, škúlenie • očný dyskomfort po čítaní, písaní a kreslení (teda po práci očí do blízka)

Krátkozrakosť • Ak optický systém oka vytvára obraz pred sietnicou, hovoríme o krátkozrakosti –myopii (jej príčinou je buď veľká dĺžka bulbu pri normálnej lomivosti optického systémuoka, alebo väčšia lomivosť pri normálnej dĺžke očného bulbu). • Blízky bod je vo vzdialenosti menšej ako 25 cm • Ďaleký bod v konečnom bode • úpravu dosiahneme ROZPTYLKOU • Prejavy • vzdialené objekty vidíme nejasne, rozmazane • ak chceme vidieť vzdialený predmet jasnejšie, zazeráme na tento predmet aprižmurujeme oči • bolesti hlavy zapríčinené nadmerným namáhaním očí • často sa objavuje už v detstve

Astigmatizmus Oko, ktoré predmet nezobrazuje bodovo, sa nazýva astigmatické a chyba analogicky astigmatizmus. Je spôsobený asymetriou optickej mohutnosti najčastejšie rohovky, ale aj šošovky. Astigmatizmus je nerovnomerné zakrivenie predovšetkým rohovky, pri ktorom rohovka nemá pravidelný pologuľovitý tvar, ale je v niektorých smeroch sploštená alebo naopak viac zakrivená. Časť svetelných lúčov sa preto zbieha mimo miesta najostrejšieho videnia a na sietnici vzniká deformovaný, neostrý obraz. Astigmatizmus väčšinou postihuje ľudí už od narodenia. Avšak môže vzniknúť aj po očnom ochorení, operácii alebo zranení. Táto refrakčná porucha oka nie je zapríčinená nesprávnymi návykmi pri čítaní, písaní, pozeraní televízora ani namáhaním zraku. Astigmatizmus zastiera vízus vo všetkých smeroch Zvyčajne je prítomný od narodenia a môže sa vyskytovať spolu s krátkozrakosťou alebo ďalekozrakosťou. Nemá tendenciu sa zhoršovať, ale ani sa nezlepšuje. Prejavuje sa: nejasným, zahmleným videním vo vodorovnom, zvislom alebo šikmom smere deformáciou v časti zrakového poľa

Sietnica • Sietnica predstavuje vlastnú svetlocitlivú vrstvu oka, na ktorej sú fotoreceptory: • A/ čapíky /približne 7 miliónov/, • B/ tyčinky /asi 120 miliónov/. • Obraz vytvorený na sietnici je prevrátený. • Čapíky sú určené na videnie za intenzívneho, predovšetkým denného svetla, ako aj videnie farieb a rozlíšenie detailov. Sú najcitlivejšie na žltozelené svetlo/556 nm/. Ich najväčší počet je umiestnený v žltej škvrne, ktorá je aj miestom najostrejšieho videnia. • Tyčinky slúžia na videnie za šera /pri nižšej intenzite svetla/. Sú najcitlivejšie na zelenomodré svetlo /510 nm/. Maximálna hustota tyčiniek sa nachádza v oblasti vzdialenej približne 20° od žltej škvrny a ich počet sa znižuje smerom k centru i k periférii. • Videnie je veľmi zložitý proces biofyzikálnych a biochemických procesov, ktoré sa uskutočňujú v receptoroch sietnice. • Čapíky umožňujú videnie pri intenzívnom osvetlení, pričom adaptácia na svetlo je veľmi rýchla(20 – 60 sekúnd). • Fotóny dopadajúceho svetla nedráždia fotoreceptory priamo, ale prostredníctvom fotochemických reakcii.

Farbivá bielkovinového charakteru absorbujú fotóny, rozkladajú sa a produkty rozkladu dráždia receptory. Zrakové farbivá (rodopsín a jodopsín) sa môžu v tme a za prítomnosti vitamínu A regenerovať . Videnie za denného svetla a rozlišovanie farieb sa nazýva fotopické videnie, videnie oka adaptovaného na tmu (adaptácia je dlhšia a trvá 40 – 60 minút) zasa skotopické videnie. Biolektrická aktivita sietnice je výsledkom fotochemických reakcií, ktoré v nej prebiehajú. Umožňuje ich sledovať elektroretinografia. Elektroretinogram je záznam potenciálových zmien uskutočňujúcich sa v sietnici pri svetelnom podráždení. Ide o objektívnu vyšetrovaciu metódu v očnomlekárstve, pomocou ktorej možno študovať aj biofyzikálne a fyziologické procesy na sietnici.

Farebnévidenie • Slnečné alebo biele svetlo je polychromatické. • Jeho rozkladom (hranol) získame jeho spektrálne monochromatické zložky – jednotlivé farby. • Farby delíme na základné a doplnkové. • Trichromatická teória • pomocou troch základných farieb (červená, zelená, modrá) je možné získať ktorúkoľvek farbu ich zmiešaním v rôznom pomere. • predpokladá, že v sietnici existujú tri druhy čapíkov s rôznou spektrálnou citlivosťou. Podráždenie iba jedného druhu má za následok vnem príslušnej základnej farby. Rovnomerné podráždenie – biela farba a nerovnomerné – namiešaná farba • Farbocitlivosť je schopnosť správneho vnímania farieb. • Najlepšia farebná citlivosť je v žltej škvrne. • Udáva sa, že ľudské oko je schopné rozlíšiť asi 150 farebných oddtieňov, čo odpovedá intervalu vlnových dĺžok menšiemu ako 3 nm.

Zrakové ústrojenstvo 1- zdvíhač horného viečka, 2- horný priamy sval, 3- dolný priamy sval, 4- dolný šikmý sval, 5- nerv zrakový, 6- vnútorná krkavica, 7- rohovka, 8- predná očná komora, 9- dúhovka, 10- zadná očná komora, 11- šošovka, 12- riasnaté teliesko, 13- belmo, 14- cievnatka, 15 - sietnica

Ďalšie receptory Kožný receptor 1- voľné zakončenia nervové, 2- teliesko Meisnerovo, 3- teliesko Krauseovo, 4- teliesko Ruffiniovo, 5- opuzdrené teliesko Paciniovo Receptor polohy, pohybu a zrýchlenia (vestibulárny systém) Schéma kosteného a blanitého bludiska Na schéme je tmavo označené okienko priedsieňové a okienko slimákové

F yzika v zmyslových orgánoch