Podìkování S podìkováním vìnujeme tuto knihu všem, kteøí nìjakým zpùsobem naplnili a obohatili naše vlastní smysly a životy – tím, co nám øekli (nebo neøekli), ukázali (nebo neukázali), dali (nebo nedali) pocítit, prožít a zažít… Stali se tak totiž souèástí našich životù a nás samých.
V Olomouci 25. bøezna 2010
Miroslav Orel a Vìra Facová
MUDr. PhDr. Miroslav Orel, PaedDr. Mgr. Vìra Facová a kolektiv ÈLOVÌK, JEHO SMYSLY A SVÌT Vydala Grada Publishing, a.s. U Prùhonu 22, 170 00 Praha 7 tel.: +420 234 264 401, fax: +420 234 264 400 www.grada.cz jako svou 4162. publikaci Spoluautoøi: t. è. studující Ondøej Fac prof. MUDr. Miroslav Heøman, Ph.D. MUDr. Zdenìk Hložek, Ph.D. MUDr. Martin Kaláb MUDr. Bohdan Køupka, Ph.D. MUDr. Petr Mlèák PhDr. Radko Obereignerù, Ph.D. Jiøí Šimonek, promovaný psycholog doc. MUDr. Rostislav Veèeøa, Ph.D. MUDr. Peter Wágner Recenzovali: prof. MUDr. Jaroslav Pokorný, DrSc., UK Praha doc. PhDr. Michal Miovský, Ph.D., UK Praha Odpovìdná redaktorka Drahuše Mašková Ilustrace MUDr. PhDr. Miroslav Orel Ilustrace na obálce Ing. Jiøí Románek Sazba a zlom Milan Vokál Grafický návrh a zpracování obálky Radek Krédl Poèet stran 256 Vydání 1., 2010 Vytiskly Tiskárny Havlíèkùv Brod, a. s. © Grada Publishing, a.s., 2010 Cover Photo © Jiøí Románek, Miroslav Orel ISBN 978-80-247-2946-6 (tištěná verze) ISBN 978-80-247-7306-3 (elektronická verze ve formátu PDF) © Grada Publishing, a.s. 2012
OBSAH
1. KRÁTKÉ SLOVO NA ÚVOD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Miroslav Orel, Vìra Facová
2. JAK A Z ÈEHO JSOU SMYSLY POSTAVENY A JAK FUNGUJÍ . . . . . . . 12 Miroslav Orel, Ondøej Fac 2.1 Bunìèné receptory . . . . . . . . . 2.1.1 Rozlišení vlastního a cizího 2.2 Rozdìlení smyslù . . . . . . . . . 2.3 Osud smyslových informací . . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
13 20 22 25
3. JAK JSME TO VIDÌLI KDYSI A JAK TO VIDÍME DNES . . . . . . . . . . 37 Martin Kaláb 3.1 Zrak . . . . . . . . . . . . . . 3.2 Sluch . . . . . . . . . . . . . . 3.3 Èich . . . . . . . . . . . . . . 3.4 Chuť . . . . . . . . . . . . . . 3.5 Hmat, bolest a vnímání teploty
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
37 42 46 47 48
4. DÍVÁME SE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 Miroslav Orel, Vìra Facová, Petr Mlèák, Radko Obereignerù 4.1 Èím a jak vidíme? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Miroslav Orel, Vìra Facová 4.1.1 Stavba sítnice . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1.2 Z oka do mozku . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1.3 Pøídatné orgány oèní . . . . . . . . . . . . . . 4.2 Jak oko vzniká, roste a vyvíjí se pøed narozením . . . . Miroslav Orel 4.3 Vyšetøovací metody v rukou lékaøù a psychologù . . . Petr Mlèák, Radko Obereignerù, Miroslav Orel 4.3.1 Vyšetøení oèních lékaøù . . . . . . . . . . . . . Petr Mlèák 4.3.2 Vyšetøení zraku v psychologii . . . . . . . . . Radko Obereignerù 4.4 Když zrakové ústrojí neslouží, jak má . . . . . . . . . Petr Mlèák 4.4.1 Refrakèní vady a vetchozrakost . . . . . . . . . 4.4.2 Onemocnìní víèek . . . . . . . . . . . . . . . 4.4.3 Onemocnìní slzného ústrojí . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . 51 . . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
54 60 64 66
. . . . . . . . . . . . 68 . . . . . . . . . . . . 69 . . . . . . . . . . . . 76 . . . . . . . . . . . . 82 . . . . . . . . . . . . 82 . . . . . . . . . . . . 82 . . . . . . . . . . . . 84
4.5
4.4.4 Onemocnìní spojivky . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4.5 Onemocnìní rohovky . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4.6 Onemocnìní živnatky . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4.7 Onemocnìní èoèky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4.8 Onemocnìní sklivce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4.9 Onemocnìní sítnice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4.10 Onemocnìní zrakového nervu – zelený zákal (glaukom) 4.4.11 Úrazy oka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mùžeme zrak ovlivnit… (?) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Petr Mlèák 4.5.1 Léèba refrakèních vad a vetchozrakosti . . . . . . . . . 4.5.2 Léèba onemocnìní víèek . . . . . . . . . . . . . . . . 4.5.3 Léèba onemocnìní slzného ústrojí . . . . . . . . . . . 4.5.4 Léèba onemocnìní spojivky a rohovky . . . . . . . . . 4.5.5 Léèba onemocnìní živnatky . . . . . . . . . . . . . . 4.5.6 Léèba šedého zákalu . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.5.7 Léèba vybraných onemocnìní sítnice . . . . . . . . . . 4.5.8 Léèba zeleného zákalu (glaukomu) . . . . . . . . . . . 4.5.9 Léèba úrazù oka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . .
. . . . . . . . .
. . . . . . . . .
. . . . . . . . .
. . . . . . . . .
. . . . . . . . .
. . . . . . . . .
. . . . . . . . .
84 85 85 86 86 87 90 91 92
. . . . . . . . .
. . . . . . . . .
. . . . . . . . .
. . . . . . . . .
. . . . . . . . .
. . . . . . . . .
. . . . . . . . .
. . . . . . . . .
92 93 93 94 94 94 95 95 96
5. POSLOUCHÁME . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
Miroslav Orel, Vìra Facová, Zdenìk Hložek, Radko Obereignerù 5.1 Èím a jak slyšíme? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 Miroslav Orel, Vìra Facová 5.1.1 Zevní ucho . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 5.1.2 Støední ucho . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 5.1.3 Vnitøní ucho . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 5.1.4 Z ušního boltce do mozku . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 5.2 Jak ucho vzniká, roste a vyvíjí se pøed narozením . . . . . . . . . . . . . . . 106 Miroslav Orel 5.3 Vyšetøovací metody v rukou lékaøù a psychologù . . . . . . . . . . . . . . . 109 Zdenìk Hložek, Radko Obereignerù, Miroslav Orel 5.3.1 Vyšetøení ušních – nosních – krèních lékaøù . . . . . . . . . . . . . 110 Zdenìk Hložek, Miroslav Orel 5.3.2 Vyšetøení sluchu v psychologii . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 Radko Obereignerù 5.4 Když sluch neslouží, jak má . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 Zdenìk Hložek, Miroslav Orel 5.4.1 Vývojové poruchy ušního boltce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 5.4.2 Vrozená atrézie zevního zvukovodu . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 5.4.3 Cerumen obturans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 5.4.4 Zánìty zevního zvukovodu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 5.4.5 Exostózy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 5.4.6 Cizí tìlesa ve vnìjším zvukovodu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 5.4.7 Nádory vnìjšího zvukovodu a støedouší . . . . . . . . . . . . . . . . 117 5.4.8 Akutní serotubární katar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
5.5
5.4.9 Akutní zánìt støedního ucha . . . . . . . 5.4.10 Chronický hnisavý zánìt støedního ucha 5.4.11 Zánìty vnitøního ucha . . . . . . . . . . 5.4.12 Degenerativní nemoci vnitøního ucha . . 5.4.13 Poranìní bubínku a støedoušních kùstek . 5.4.14 Akutrauma . . . . . . . . . . . . . . . . 5.4.15 Náhlá ztráta sluchu nejasné etiologie . . 5.4.16 Morbus Menièri (Menièrova nemoc) . . 5.4.17 Otoskleróza . . . . . . . . . . . . . . . 5.4.18 Tinnitus (ušní šelesty) . . . . . . . . . . Mùžeme sluch ovlivnit… (?) . . . . . . . . . . . Zdenìk Hložek, Miroslav Orel 5.5.1 Sluchadla . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.5.2 Kochleární implantáty . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . .
118 118 119 119 119 119 120 120 121 121 121
. . . . . . . . . . . . . . . 122 . . . . . . . . . . . . . . . 124
6. A CO ROVNOVÁHA… (?) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126 Miroslav Orel, Vìra Facová, Bohdan Køupka 6.1 Èím a jak vnímáme polohu a pohyb hlavy . . . . . . . . . . . . Miroslav Orel, Vìra Facová 6.1.1 Orgány polohy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.1.2 Orgány pohybu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.1.3 Z blanitého labyrintu do mozku . . . . . . . . . . . . . 6.2 Jak rovnovážné ústrojí vzniká, roste a vyvíjí se pøed narozením Miroslav Orel 6.3 Vyšetøovací metody v rukou lékaøù . . . . . . . . . . . . . . . Bohdan Køupka, Miroslav Orel 6.4 Poruchy rovnováhy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bohdan Køupka 6.4.1 Nevestibulární závrať . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.4.2 Vestibulární závrať . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.5 Mùžeme poruchy rovnováhy ovlivnit… (?) . . . . . . . . . . . Bohdan Køupka
. . . . . . . 126 . . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
127 128 128 129
. . . . . . . 129 . . . . . . . 132 . . . . . . . 132 . . . . . . . 133 . . . . . . . 135
7. ÈICHÁME . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 Miroslav Orel, Ondøej Fac, Radko Obereignerù 7.1 Èím a jak èicháme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Miroslav Orel, Ondøej Fac 7.1.1 Z nosu do mozku . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.2 Jak èichové ústrojí vzniká, roste a vyvíjí se pøed narozením Miroslav Orel 7.3 Vyšetøení èichu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Radko Obereignerù, Miroslav Orel 7.4 Poruchy a ovlivnìní èichu . . . . . . . . . . . . . . . . . . Miroslav Orel
. . . . . . . . . 139 . . . . . . . . . 139 . . . . . . . . . 141 . . . . . . . . . 142 . . . . . . . . . 143
8. OCHUTNÁVÁME . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 Miroslav Orel 8.1 Èím a jak ochutnáváme? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.1.1 Z jazyka a ústní dutiny do mozku . . . . . . . . . . 8.2 Jak chuťové ústrojí vzniká, roste a vyvíjí se pøed narozením 8.3 Vyšetøení, poruchy a ovlivnìní chuťového èidla . . . . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
145 146 147 147
9. DOTÝKÁME SE A DOTÝKAJÍ SE NÁS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 Miroslav Orel, Vìra Facová, Bohdan Køupka 9.1 Co a jak vnímáme kùží… (?) . . . . . . . . . . Miroslav Orel, Vìra Facová 9.1.1 Z kùže do mozku . . . . . . . . . . . . . Miroslav Orel 9.2 Jak kùže vzniká, roste a vyvíjí se pøed narozením Miroslav Orel 9.3 Vyšetøovací metody v rukou lékaøù . . . . . . . Bohdan Køupka 9.4 Když kožní èití neslouží, jak má . . . . . . . . . Bohdan Køupka 9.4.1 Periferní poruchy citlivosti . . . . . . . 9.4.2 Centrální poruchy citlivosti . . . . . . . 9.5 Mùžeme kožní citlivost ovlivnit… (?) . . . . . . Bohdan Køupka
. . . . . . . . . . . . . . . 149 . . . . . . . . . . . . . . . 152 . . . . . . . . . . . . . . . 156 . . . . . . . . . . . . . . . 157 . . . . . . . . . . . . . . . 160 . . . . . . . . . . . . . . . 160 . . . . . . . . . . . . . . . 161 . . . . . . . . . . . . . . . 165
10. PØÍKLADY ZOBRAZOVÁNÍ VYBRANÝCH SMYSLOVÝCH ORGÁNÙ
A PORUCH SMYSLÙ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166 Miroslav Heøman
11. ÈÍM, JAK A CO VNÍMÁME UVNITØ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
Miroslav Orel 11.1 Propriocepce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176 11.2 Viscerocepce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
12. VNÍMÁME BOLEST A SLAST . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181 Miroslav Orel, Vìra Facová, Rostislav Veèeøa, Peter Wágner 12.1 Co je to bolest a jak vzniká . . . . . . . . . . . . . . . . . . Miroslav Orel, Vìra Facová 12.2 Cesty bolestivých zpráv . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Miroslav Orel, Vìra Facová 12.3 Bolí jen tìlo (nìkteré psychosomatické souvislosti bolesti)? . Miroslav Orel, Vìra Facová 12.4 Co lze s bolestí dìlat? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Miroslav Orel, Vìra Facová, Rostislav Veèeøa, Peter Wágner 12.4.1 Farmakologická léèba bolesti . . . . . . . . . . . . . Rostislav Veèeøa
. . . . . . . . 182 . . . . . . . . 185 . . . . . . . . 188 . . . . . . . . 190 . . . . . . . . 191
12.4.2 A co placebo… (?) . . . . . . . . . . . . . . . Miroslav Orel 12.4.3 Nefarmakologické možnosti ovlivnìní bolesti Miroslav Orel, Vìra Facová, Peter Wágner 12.4.3.1 Bolest a léèebná rehabilitace . . . . . Peter Wágner, Miroslav Orel 12.5 Vnímáme slast . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Miroslav Orel, Vìra Facová 12.5.1 Mozek a slast . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . 196 . . . . . . . . . . . . 198 . . . . . . . . . . . . 201 . . . . . . . . . . . . 206 . . . . . . . . . . . . 209
13. VNÍMÁME V ÈASE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214 Vìra Facová, Miroslav Orel, Jiøí Šimonek 13.1 Pøed narozením a krátce po nìm . . . 13.2 První roky . . . . . . . . . . . . . . 13.3 Rosteme dál . . . . . . . . . . . . . 13.4 Jsme dospìlí a stárneme . . . . . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
215 218 221 222
14. VJEMY ZKRESLENÉ A ŠALEBNÉ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
Miroslav Orel, Vìra Facová 14.1 Šalebné vjemy a hypnóza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226 14.2 Látky vyvolávající šalebné vjemy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227 14.3 „Jednoznaèné nejednoznaèno“ nebo „nejednoznaèné jednoznaèno“? . . . . . 228
15. KRÁTKÉ SLOVO NA ZÁVÌR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232 Miroslav Orel, Vìra Facová
16. LITERATURA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233 17. SEZNAM ZKRATEK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239 18. REJSTØÍK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241
/ 11
1. KRÁTKÉ SLOVO NA ÚVOD Miroslav Orel, Vìra Facová
Vnímám – vnímáš – vnímáme… Jak bìžná nám mohou pøipadat tato slova. Jak pøirozenì využíváme jejich náplò a obsah. Pozorujeme krajinu, druhého èlovìka nebo oblíbený film. Posloucháme hudbu, šumìní vody nebo zprávy v rádiu. Když zavøeme oèi, víme, v jaké poloze jsou naše ruce a nohy. Stovky a tisíce tìchto a podobných informací považujeme za zcela samozøejmé. Co se však dìje, než si uvìdomíme, na co se díváme a co to v nás vyvolává? Jak slyšíme? Jak vlastnì cítíme nìžný dotek a tvrdý pád, høejivé paprsky slunce, vùni jahod nebo sena? Smyslové vnímání, kterému se v knize vìnujeme, je bezesporu jednou ze zásadních podmínek života. Každý živý tvor (èlovìka nevyjímaje) je zcela závislý na okolním prostøedí, se kterým je v neustálé interakci, a komunikaci spojené s výmìnou látek, energií a informací. A hyne nejen bez pøíjmu potravy a vody, ale také bez pøíjmu informací, které nám zprostøedkovávají naše smysly. A právì na cestu za poznáním našich smyslù (a jak doufáme – bez nesmyslù) vás nyní zveme. Je nám jasné, že naše kniha není a ani nemùže být úplná a dokonalá. Naším cílem bylo poodhalit a zpøístupnit biologické, lékaøské a psychologické poznatky o našich smyslech – a to nejen tìch „známých“ (jako jsou zrak, sluch, èich, chuť a hmat) tak, aby se jednalo o kompromis mezi „èistì uèebnicovou“, „zcela populární“ a „ryze vìdeckou“ formou. Proto také napø. literaturu uvádíme souhrnnì na konci knihy a neuvádíme pøesné citace pøímo v textu. Vìnujeme se sice prioritnì smyslùm lidským, ale nemohli jsme si obèas odpustit drobné „srovnávací exkurze“ do oblasti smyslù zvíøecích. V kapitolách najdete také vývoj, nemoci, zpùsoby vyšetøení a léèby nìkterých smyslových orgánù. A okrajovì se vìnujeme i vnímání bolesti a slasti. Publikaci jsme koncipovali tak, aby z ní mohli vycházet studenti øady disciplín støedních a vysokých škol, kteøí se pøi svém studiu s oblastí smyslového vnímání setkávají. A nìkteré informace snad mohou zaujmout i absolventy pøíslušných oborù èi veøejnost se zájmem o danou tematiku. V Olomouci 25. bøezna 2010
Miroslav Orel a Vìra Facová
12
/ Èlovìk, jeho smysly a svìt
2. JAK A Z ÈEHO JSOU SMYSLY POSTAVENY A JAK FUNGUJÍ Miroslav Orel, Ondøej Fac
Rozeznávání, zachycování, pøijímání a zpracovávání informací z vnìjšího i vnitøního svìta organismu je jedním z rysù života. Jsou jím nadány jak bakterie èi jednobunìèní (prvoci, kvasinky apod.), tak složitìji organizovaní tvorové. U mnohobunìèných živoèichù (kam z biologického hlediska øadíme i èlovìka) zajišťuje zmínìné funkce specializovaná smyslová soustava. Vnímání – percepce – tedy zahrnuje nejen zachycení informací pomocí smyslù, ale také jejich pøijetí, zpracování a využití. Poznámka: Poèeštìný výraz „percepce“ se užívá bìžnì. Latinský základ slova (perceptiô – percepce, vnímání, pøijetí, vjem) je odvozen od percipere – chytit.
Vzhledem ke gigantickému množství pøicházejících informací nejsou ani nejjednodušší buòky, ani nejdokonalejší tvorové nikdy schopni zachytit a zpracovat veškeré nabízející se informace, ale pouze jejich omezený výbìr. Vnímání je vždy výbìrovým procesem. Platí však, že informace, na které jsou jednotlivé druhy nejcitlivìjší, odpovídají jejich potøebám. Napø. pro vèely je výhodné, aby vnímaly obrazy na kvìtinách viditelné pouze v UV svìtle, které je nasmìrují pøímo ke zdrojùm nektaru. Pro králíka, který tyto kvìty mùže také konzumovat, je toto vnímání „zbyteèné“. Musí ale být schopen zachytit pohyb lišky na okraji zorného pole, èehož si naopak vùbec „nevšimne“ vèela. A èlovìk nezaregistruje ani jedno, ani druhé.
Vnímání sice poskytuje obraz reality, není ale pouze výbìrové, nýbrž u každého individua také subjektivnì zkreslené. Vstupují do nìj navíc také uèení a vytvoøené pamìťové stopy (minulé zkušenosti). Staèí, aby napø. pes, „zvyklý“ na velmi tvrdé zacházení, zaregistroval pohyb ruky – a bude se bát nebo útoèit. Lhostejno, jestli mu chcete dát šunku nebo jej jemnì pohladit. Mimochodem ženy a dìti „zvyklé“ na fyzické domácí násilí reagují podobnì – na pøiblížení a vstøícné gesto se zpravidla stáhnou a ucuknou nebo strnou v oèekávání rány.
Než se budeme vìnovat podrobnìji stavbì, funkci a poruchám jednotlivých „velkých lidských“ smyslù, zastavíme se u nejmenší stavební a funkèní jednotky lidského tìla – u buòky a jejího vnímání.
Jak a z èeho jsou smysly postaveny a jak fungují
/
13
2.1 BUNÌÈNÉ RECEPTORY Buòka je nejen základní „cihlou“ našeho tìla, ale je i realizátorem základních funkcí živé hmoty – jako jsou rùst, pohyb, rozmnožování a dìdiènost, výmìna látek, energií a také informací. Lidské tìlo obsahuje øádovì více než 1019 bunìk. Aèkoli se jednotlivé buòky výraznì liší velikostí, tvarem i svými speciálními funkcemi, je jejich základní stavební schéma obdobné. Struènì pøipomeòme, že všechny lidské buòky mají na povrchu bunìènou (plazmatickou) membránu. Ta obklopuje vlastní vnitøní prostøedí buòky – cytoplazmu –, ve které leží specializované bunìèné organely (jádro, mitochondrie, endoplazmatické retikulum, Golgiho komplex, ribozomy, cytoskelet apod.).
Každá živá buòka je vybavena vlastním „senzorickým aparátem“, který jí umožòuje zachycovat a pøijímat informace z okolí, a je schopna také informace vysílat – tedy komunikovat s okolím. Platí to bez výjimky pro všechny buòky. Bez této schopnosti by každá buòka byla dopøedu odsouzena k zániku. Nezbytnost komunikace pro život si dovolujeme opakovanì pøirovnat k nezbytnosti pøíjmu živin. Buòka, která nekomunikuje – stejnì jako buòka, která nepøijímá živiny – hyne. A v pøeneseném smyslu to možná platí i pro „celého èlovìka“.
Shrnujeme, že komunikace mezi buòkami se odehrává dvìma typy „bunìèných komunikaèních tokù“: mezi buòkou a okolním prostøedím a mezi buòkami navzájem. Oba zmínìné komunikaèní toky jsou pro prospívání a existenci nejen samotných bunìk, ale celého mnohobunìèného tìla rozhodující. Jako pøíklad narušení obou komunikaèních tokù uveïme zhoubné nádorové buòky, které zaènou žít „samy pro sebe“, bez ohledu na to, „co na to øíkají“ ostatní buòky a celé tìlo. Dùsledky takového „poèínání urèité bunìèné populace“ jsou pro jedince doslova smrtící.
Z okolí pøicházejí k buòkám stovky a tisíce rozmanitých informací. Každá buòka našeho tìla je však schopna pøijímat pouze urèité informace a reagovat na nì. Slovo „urèité“ v pøedchozí vìtì vymezuje, že buòky nereagují na všechny signály, ale pouze na nìkteré. A jiným nevìnují pozornost (ignorují je). Tato senzorická specializace je nejvýraznìjší v pøípadì smyslových bunìk, které jsou úzce zamìøené na urèitý typ podnìtu (napø. èípek lidské sítnice reaguje jen na urèitou barvu svìtla). Jak jsme uvedli, zmínìná senzorická specializace se netýká jen úrovnì bunìk, ale i celého organismu. Smyslové orgány rùzných živoèichù totiž zachycují pouze ty specifické informace, které odpovídají jejich potøebám a prostøedí, kde žijí (a jiné mohou zcela ignorovat).
Základní signály nebo zprávy, kterými buòky komunikují navzájem, jsou vesmìs velmi jednoduché (a vìtšinou pøedstavují chemické látky). Je však nutné signál nejprve na jedné stranì „vyrobit a vyslat“. Na druhé stranì pak „zachytit a zpracovat“ –
14
/ Èlovìk, jeho smysly a svìt
neboli pøevést mimobunìèný (extracelulární) signál na nitrobunìèný (intracelulární) a poté „reagovat“. Nebudeme se vìnovat „poruchové bunìèné komunikaci“. Mùže se však týkat produkce èi vysílání signálù (pak bychom použili pøímìr k situaci, kdy se možná v cizinì domluvit chcete, ale neumíte žádné slovíèko, popøípadì máte ještì ruce za zády a nemùžete je ke komunikaci použít) nebo pøíjmu a zpracování situace (pak je to pozice cizincù, se kterými se chcete domluvit a oni vám vùbec nerozumí, nebo dostanete nìco možná „zajímavého“, ale netušíte, k èemu to je, návod v cizí øeèi nechápete, a tak to odložíte nebo vyhodíte).
Bunìèné signály mohou pùsobit na rùznou vzdálenost. Podle toho hovoøíme o pìti typech bunìèné signalizace (komunikace): n
n
n
n
n
Endokrinní komunikace patøí k velmi úèinným regulaèním mechanismùm. Endokrinnì aktivní buòka produkuje a do krve uvolòuje specifické pùsobky – hormony, které se krevním obìhem dostávají i do vzdálených oblastí tìla, kde pùsobí na cílové buòky. Parakrinní komunikace se týká omezeného prostoru (øecké para znamená „vedle“). Buòka produkuje signální látky s lokálním pùsobením (lokální regulátory), které pronikají do blízkého okolí producenta a ovlivòují sousední buòky. Neuronovì zprostøedkovaná komunikace je uskuteèòována prostøednictvím nervových bunìk (neuronù). Tyto buòky jsou schopné vytváøet, pøevádìt a transformovat signály v podobì elektrických potenciálù a rozvádìt je svými výbìžky na rùzné vzdálenosti (od zlomku milimetru až po více než jeden metr). Mezi jednotlivými neurony i na jiné cílové buòky je informace pøenesena pomocí chemické látky – neuromediátoru (neuropøenašeèe). Kontaktní (dotyková, juxtakrinní) komunikace pùsobí na nejkratší vzdálenost (latinské juxta znamená „tìsnì vedle, tìsnì u“). Buòky se kontaktují pøímo dotykem struktur na svých bunìèných membránách. Autokrinní komunikace se týká buòky samotné – signály, které buòka vysílá, ovlivòují i ji samotnou a slouží ke zpìtnému sebeøízení (autoregulaci). Dalo by se øíci, že si tak buòka „uvìdomuje, co pøesnì øekla svému okolí a kolik toho øekla“. Pro ilustraci bychom zmínìné bunìèné komunikaèní typy mohli obraznì pøevést na nám známé úrovnì komunikace. Mùžete napsat dopis, ve kterém oznamujete, že pøijedete na kávu, a poslat ho tøeba na druhou stranu planety („endokrinní komunikace“ na velkou vzdálenost pomocí nìjakého nosièe informace). Mùžete zvednout telefon a oznámit tutéž informaci (což je pøíkladem „nervovì – drátovì – zprostøedkované komunikace“). V „dobì bezdrátových technologií, e-mailu a SMS“ budou tyto pøíklady pro mnohé možná nesrozumitelné, ale ještì nedávno byly opravdu dopisy „pouze“ listovní a telefony „pouze“ propojené dráty. Pokud zavoláte z balkonu na své sousedy, že „jdete na kávu, ať postaví vodu,“ je to obraznì parakrinní typ komunikace. Jestli vezmete do ruky balíèek kávy, zaklepete u sousedù, podáte jim ruku a øeknete, že „jste tady, kávu máte, ale vodu, hrneèky, cukr a smetanu jste nebrali“, je to pøímá „dotyková“ komunikace.
+
Jak a z èeho jsou smysly postaveny a jak fungují
/ 15
A pøi všech tìchto možnostech sami kontrolujete, co jste napsali, øekli, jestli to bylo jasné, srozumitelné nebo to máte zopakovat èi zesílit hlas (pøíklad autokrinní komunikace, sebereflexe a sebeøízení).
ENDOKRINNÍ KOMUNIKACE
krevní céva krev
PARAKRINNÍ KOMUNIKACE
NERVOVÁ KOMUNIKACE
DOTYKOVÁ KOMUNIKACE
AUTOKRINNÍ KOMUNIKACE
Obr. 2.1 Typy komunikace mezi buòkami Ať již buòky komunikují jakýmkoli zpùsobem, je nejvìtší množství bunìèných senzorù kotveno v povrchové ohranièující struktuøe buòky – v PLAZMATICKÉ (BUNÌÈNÉ) MEMBRÁNÌ.
16
/ Èlovìk, jeho smysly a svìt zevní strana bunìèné membrány
glykoproteiny
fosfolipidy
fosfolipidy
vnitøní strana bunìèné membrány
bílkoviny
Obr. 2.2 Struktura bunìèné membrány Funkce plazmatické membrány jsou mnohoèetné. Neslouží pouze k zajištìní kontaktu s mimobunìèným prostøedím (vèetnì rozpoznávání hormonù aj. informaèních molekul), ale také ohranièuje nitro buòky a zajišťuje její celistvost. Do urèité míry uchovává tvar buòky (spolu se strukturami cytoskeletu, který tvoøí jakousi „bunìènou kostru a svaly“), umožòuje vzájemné spojení bunìk, podílí se na udržování vnitøního prostøedí v buòce, pøíjmu a výdeji látek a v neposlední øadì chrání buòku pøed zevními vlivy.
Základní složka plazmatické membrány – fosfolipidová dvojvrstva (s podílem cholesterolu a dalších lipidù) – je asymetrická. Jinými slovy bunìèná membrána „hledí“ jinou èástí ven a jinou èástí dovnitø. Další nedílnou souèástí bunìèné membrány jsou membránové proteiny (bílkoviny). Nìkteré z nich procházejí skrz fosfolipidovou dvojvrstvu, jiné jsou do ní zanoøeny z vnìjší èi vnitøní strany.
Jak a z èeho jsou smysly postaveny a jak fungují
/
17
Na zevní stranu plazmatické membrány jsou vázány cukry (s proteiny ve formì glykoproteinù a s lipidy ve formì glykolipidù). Bunìèná membrána je vysoce dynamicky promìnlivá struktura. Podléhá neustálé pøestavbì – její èásti se pøesouvají, zanikají a znovu se obnovují. Dìje se tak v dùsledku dìjù uvnitø buòky, ale i v jejím okolí. Protože je bunìèná membrána složena ze základních stavebních prvkù, které neustále mìní svoji polohu, poèet apod., pøirovnává se èasto k „tekuté mozaice“ (základem tekuté mozaiky je fosfolipidová dvojvrstva, do níž jsou mozaikovitì zabudované pohyblivé proteiny). Buòka na svém povrchu (resp. plazmatické membránì) odráží to, co se dìje v ní, ale i co se dìje v jejím okolí. A pøenesenì bychom ji možná mohli pøirovnat k „bunìènému oblièeji“ – náš oblièej také odráží, co se dìje kolem nás nebo v nás. Nebo na nás není poznat, když se nám nìco líbí, nebo nelíbí? Když vevnitø prožíváme radost, nebo smutek? Pochopitelnì, že je daná otázka nepomìrnì složitìjší (mùžeme se napø. usmívat, pøestože jsme smutní). A stejnì tak je nepomìrnì složitìjší také oblast plazmatické membrány…
O tom, zda buòka zachytí signál a bude na nìj popøípadì reagovat, zdaleka nerozhoduje pouze fakt, že daná informace pøijde, ale rovnìž to, zda má pro daný typ informace specifické bunìèné receptory (vesmìs bílkovinné povahy). Bez receptoru je buòka k dané informaci „slepá a hluchá“. Stejnì tak pokud dostanete dopis a nemáte brýle, které nezbytnì potøebujete, moc si pravdìpodobnì nepoètete.
Bunìèné receptory obecnì mohou reagovat na signály chemické (tj. rozmanité chemické látky) nebo fyzikální (tj. svìtlo, teplo èi mechanické podnìty – jako jsou napø. ohnutí, vibrace, tlak). Nìkteré receptory rozeznávají specifickou chemickou strukturu antigenù, které urèují „vlastní a cizí“ a dále „vlastní zdravé a vlastní nemocné“. To má nesmírný význam v rámci imunitních dìjù, proto se danému vìnujeme mírnì podrobnìji na jiném místì knihy.
Komplikovanost reaktivity bunìk je dále zvyšována tím, že signál, který buòka pøijímá, se zpravidla zapojuje do dalších složitých nitrobunìèných kaskád. V rùzných buòkách pak v koneèném dùsledku vede pùsobení stejného signálu k odlišným výsledkùm (napø. pùsobením acetylcholinu sníží srdeèní svalovina frekvenci svých stahù, buòka slinné žlázy zaène produkovat sliny). Pro jeden signál vìtšinou existuje více rùzných receptorù – a každý pak má na fungování buòky jiný dopad. Takže napø. zmínìný acetylcholin mùže pùsobit i na jiné typy receptorù a vyvolá stah bunìk kosterních svalù. Zachycení signálu receptorovým proteinem buòky tak mùžeme považovat za první krok „práce“ buòky s informací. Receptorový protein pøenáší signál dovnitø buòky a zahajuje kaskádu dalších reakcí.
18
/ Èlovìk, jeho smysly a svìt
ODPOVÌÏ A ODPOVÌÏ B
receptor informaèní (signální) molekuly
receptor
receptor
jiná informaèní molekula
receptor
receptor receptor ODPOVÌÏ C
ODPOVÌÏ F
ODPOVÌÏ E
DNA RNA
ODPOVÌÏ D
Obr. 2.3 Nitrobunìèná signální kaskáda Signální kaskádou (øetìzcem) následných nitrobunìèných reakcí dále dochází k pøenosu signálu uvnitø buòky, jeho transformaci do podoby nitrobunìèných molekul, zesílení (èímž jedna signální molekula „rozšíøí“ míru svého pùsobení), pøepojení do více nitrobunìèných dìjù (jeden signál tak mùže ovlivnit nìkolik procesù v buòce) a koneènì odpovìdi buòky na daný signál.
Jak a z èeho jsou smysly postaveny a jak fungují
/
19
Výsledkem pùsobení prvotního signálu mohou být funkèní nebo strukturální zmìny buòky. Mùže dojít ke zmìnì v metabolizmu a produkci urèitých látek, aktivaci urèitých genù, a naopak blokování jiných apod.
Na všech úrovních je tento proces modulovatelný (ovlivnitelný) øadou podmínek, procesù a faktorù jak v buòce samotné, tak v jejím okolí. Vìtšina membránových receptorù patøí do jedné ze tøí receptorových superrodin (oznaèujeme tak receptory podobné èi „pøíbuzné“ struktury). Jsou to: Membránové receptory spojené s iontovými kanály otevírají nebo zavírají membránové kanály, kterými procházejí urèité ionty (kladné kationty nebo záporné anionty). Mimo jiné umožòují øízený pøevod signálù chemických na elektrické (neboť elektrické potenciály buòky jsou pøímo závislé na koncentracích a toku iontù uvnitø a vnì buòky). n Membránové receptory spojené s G-proteiny jsou další, poèetnou skupinou membránových receptorù. Jejich aktivace spouští kaskády nitrobunìèných reakcí, bìhem kterých jeden stupeò kaskády aktivuje další (a je tím mimo jiné zajištìna posloupnost krokù). Vznikají další nitrobunìèní chemiètí poslové, kteøí mají informaèní funkci. Patøí k nim øada látek – napø. cAMP (cyklický adenosinmonofosfát), Ca2+ (vápenaté) ionty, DAG (diacylglycerol), IP3 (inositoltrifosfát). n Membránové receptory spojené s vlastní enzymatickou aktivitou a s dalšími enzymy vstupují do øady metabolických dìjù, které jsou pøíslušnými enzymy katalyzovány. n
Signální molekulu, která se váže na rozmìrovì vìtší receptor a vede ke zmìnì jeho prostorové struktury (konformace), oznaèujeme také jako ligand. Samotná zmìna tvaru aktivuje mnohé receptory nebo jim umožòuje pùsobit na jiné bunìèné proteiny a vstupovat do dalších pochodù v buòce. Plazmatická membrána – pøesnìji její receptory – tak hrají aktivní roli pøijímaèe signálù. Naprostá vìtšina signálù je zachycována receptory plazmatické membrány a nedostává se do nitra buòky pøímo – hovoøíme o receptorech membránových. Existují však i takové signální molekuly, které pronikají až do nitra buòky. Zde reagují s receptory, které leží v cytoplazmì buòky nebo v bunìèném jádøe – pak se jedná o receptory cytoplazmatické. Z nejznámìjších látek, které pronikají k cytoplazmatickým receptorùm, uveïme jako pøíklad steroidní hormony (kam patøí kortizol, estradiol, testosteron aj.) nebo hormon štítné žlázy (tyroxin).
Jakmile se pøíslušný hormon naváže ke „svému“ receptoru, zmìní tento svoji konformaci (prostorový tvar). To umožní další krok – vazbu na jeho regulaèní sekvence jaderné DNA. Následnì dojde k aktivaci, nebo naopak inhibici vybraného souboru genù. Ovlivnìní aktivity genù je v buòce velmi mocným procesem. Právì geny totiž kódují strukturu enzymù, regulaèních bílkovin apod. Takže ovlivnìní jednoho genu mùže èasto mít „dalekosáhlé“ dùsledky.
20
/ Èlovìk, jeho smysly a svìt
Odpovìï buòky prostøednictvím ovlivnìní genù je sice velmi úèinná, ale vyžaduje urèitý èas (potøebný k probìhnutí celé kaskády). Buòka však mnohdy „nemá èas“ a musí odpovìdìt bìhem velmi krátké doby.
2.1.1 ROZLIŠENÍ VLASTNÍHO A CIZÍHO Ty látky, které mohou být rozpoznány buòkami imunitního systému (bílými krvinkami – leukocyty) a mohou proti nim být tvoøeny protilátky, nazýváme antigeny (pojem je odvozen ze slova antigenum, které je tvoøeno z øeckého anti – proti a gennân – tvoøit, plodit). Jako antigeny se chovají mikroorganismy nebo jejich èásti, bílkoviny, rùzné struktury bunìk apod.
Naše bílé krvinky jsou schopné rozlišit obrovské množství rozmanitých antigenù. Tato schopnost patøí k základním pilíøùm imunitní obrany. Právì schopnost rozlišovat vlastní a cizí antigeny je pro zachování zdraví a života nezastupitelná. Proti cizorodým (nebo vlastním poškozeným) strukturám je zahájena obranná imunitní reakce. Vlastní zdravé struktury jsou v rámci autotolerance snášeny a tolerovány. K „závadám“ imunity patøí mimo jiné tzv. autoimunitní poruchy. Imunitní reakce je pøi nich zamìøena proti strukturám vlastního tìla jako proti nepøíteli (který je pak likvidován vlastními bílými krvinkami). V pøípadì tzv. pøecitlivìlosti (alergie) je imunitní reakce natolik pøemrštìná, že sama poškozuje organismus (napø. výrazným otokem dýchacích cest mùže èlovìka udusit).
Øada antigenních struktur je pøímou souèástí bunìèné membrány lidských bunìk. Jejich základem jsou vesmìs proteiny. A právì tyto druhovì a individuálnì specifické antigeny bunìèných membrán – tzv. HLA antigeny (neboli MHC antigeny) – umožòují bílým krvinkám poznat buòky vlastní a cizí a dále vlastní buòky zdravé, nemocné nebo mrtvé. Zkratka HLA pochází z anglického Human Leukocyte Antigens (lidské leukocytární antigeny) – neboť tyto antigeny byly objeveny nejprve na bunìèných membránách lidských leukocytù. Pozdìji byly nalezeny také na jiných buòkách lidského tìla. Zkratka MHC vznikla z oznaèení Major Histocompatibility Complex (hlavní histokompatibilní komplex). S obìma zkratkami se v odborné literatuøe mùžete setkat.
Antigeny MHC jsou z chemického hlediska glykoproteiny (tedy bílkoviny s navázanou cukernou složkou). Geny, které kódují jejich strukturu, najdeme u èlovìka na šestém chromozomu.
Jak a z èeho jsou smysly postaveny a jak fungují
/
21
Podle funkce a umístìní na konkrétních buòkách dìlíme HLA antigeny do dvou tøíd: HLA antigeny I. tøídy jsou souèástí bunìèných membrán všech jaderných bunìk. Èleníme je dále na HLA-A, HLA-B a HLA-C. n HLA antigeny II. tøídy najdeme jen na bílých krvinkách (respektive na makrofázích, lymfocytech typu B a aktivovaných lymfocytech typu T). Rozlišujeme zde antigeny HLA-DR, HLA-DQ a HLA-DP. n
Bylo popsáno nìkolik desítek konkrétních HLA antigenù jednotlivých typù. Každý èlovìk má svou, individuálnì „namíchanou“ kombinaci HLA antigenù (s polovinou od otce a polovinou od matky). Vzhledem k obrovskému množství kombinací je úplná shoda v HLA systému možná prakticky pouze u jednovajeèných dvojèat (nebo klonovaných jedincù).
Jak bílé krvinky poznávají vlastní a cizí? Èiní tak pomocí HLA antigenù I. tøídy. Zjednodušenì bychom mohli øíci, že leukocyty „ochytávají“ (neboli svými receptory dotykovì kontrolují) plazmatické membrány ostatních bunìk tìla. Tím zjišťují, zda je buòka „naše“, nebo „cizí“. Pokud se kontrolovaná buòka „prokáže“ HLA antigeny I. tøídy, dokazuje tím, že patøí k tìlu. Prochází tak prvním kontrolním sítem. Pro ilustrativní pøedstavu bychom to mohli pøirovnat k silnièní kontrole: máme-li øidièský prùkaz, je první krok kontroly za námi.
A bílá krvinka pak dále hledá antigeny, prokazující nemoc, poškození a smrt. Obraznì se „ptá“ dál: „Jsi naše, ale jsi živá a zdravá nebo nemocná èi mrtvá?“ Pokud nenajde znaky poruchy, nemoci nebo smrti, ukonèuje kontakt, „propouští buòku“ a pøesouvá se ke kontrole další. V pøirovnání k silnièní kontrole by to pøedstavovalo kontrolu technického stavu a vybavení vozu, popøípadì zpùsobilosti øidièe pokraèovat v jízdì. Pokud kontrola neshledá závady, „propouští“ øidièe a èeká na jiného. Ani kontrola lidskými leukocyty, ani kontrola silnièní však není vždy na 100 %. A nìkdo, kdo by nemìl, kontrolním sítem projde…
Pokud buòka nemá pøíslušné HLA antigeny I. tøídy, je rozpoznána jako cizí a je urèena k likvidaci. Pokud sice prokáže pøíslušnost k tìlu shodnými HLA antigeny, ale bílá krvinka zároveò najde antigeny, které se na membránách objevují v souvislosti s nemocí, stáøím nebo smrtí, je pøíslušná buòka rovnìž urèena k likvidaci. Otázka HLA antigenù hraje v souèasnosti významnou roli zejména v souvislosti s transplantacemi. Orgány pøenesené (transplantované) z tìla dárce do tìla pøíjemce musejí mít co nejvìtší shodu v MHC systému. Pøipomínáme, že úplná shoda HLA antigenù je možná jen v pøípadì jednovajeèných dvojèat. Proto existují mezinárodní registry èekatelù na transplantaci a v pøípadì vhodného orgánu je vybírán nejvhodnìjší (tedy HLA nejpodobnìjší) èekatel – tøeba na druhé stranì Zemì.
22
/ Èlovìk, jeho smysly a svìt
I v pøípadì vysoké shody v HLA antigenech je po transplantaci nutné pøirozené imunitní funkce umìle tlumit. Navzdory všemu však imunitní systém nakonec mùže transplantovaný orgán rozpoznat jako cizí a „odvrhnout ho“. Zmínìné rovnìž ilustruje, proè je v laických i odborných kruzích takový zájem o otázky klonování, které by mimo jiné „poskytlo“ geneticky naprosto shodné orgány, ideálnì vhodné k transplantaci vlastních – poškozených. Závažné otázky etické však z øeèeného jistì vyplývají samy…
HLA antigeny II. tøídy slouží zejména k pøímé komunikaci mezi buòkami imunitního systému navzájem. Jedna bílá krvinka je pøedkládá jiné, a „øíká tím“ obraznì: „Patøím k tobì, mnì mùžeš vìøit, jsem tvá kolegynì a mám pro tebe dùležitou zprávu…“ Urèité typy bílých krvinek navíc poznají cizorodé antigeny pouze tehdy, když jim je pøedloží spolu se svými vlastními antigeny jiná bílá krvinka. Cizorodé antigeny pøedkládá nejèastìji makrofág, který také nazýváme antigen-prezentující buòka. Zainteresovaným se omlouváme za zjednodušení složité problematiky imunitních dìjù a zájemce o podrobnosti odkazujeme na další prameny.
2.2 ROZDÌLENÍ SMYSLÙ Zmínili jsme, že nikdy nevnímáme vše. Smysly èlovìka (a živoèichù obecnì) díky své specializaci „vybírají“ oblast, na kterou jsou citlivé. Napøíklad pro zrak je danou „vybranou“ oblastí elektromagnetické vlnìní o vlnové délce zhruba 400–750 nm (tedy oblast „viditelného svìtla“), pro sluch je to mechanické vlnìní v rozsahu 20–20 000 Hz (tedy oblast „slyšitelného zvuku“), pro hmat je adekvátním podnìtem tlak na kùži.
Podle toho, na jakou kvalitu podnìtu je daný receptor citlivý, rozlišujeme chemoreceptory, radioreceptory, mechanoreceptory a nociceptory: Chemoreceptory jsou citlivé na pøítomnost urèitých chemických látek nebo zmìny jejich koncentrací (øadíme sem èich, chuť a vnitøní chemoreceptory). n Radioreceptory registrují urèité typy záøení: fotoreceptory zaznamenávají svìtlo a termoreceptory teplo (èi rozdíl teplot). n Mechanoreceptory reagují na rùzné typy mechanického dráždìní (jako otøesy, vibrace, zmìny tlaku a napìtí, protažení èi zkrácení, pùsobení gravitace apod.). Ohýbání èi natažení bunìèné membrány vede ke zmìnì propustnosti pro ionty, a tím mìní potenciály membrány. Patøí sem napø. hmat, sluch, rovnovážné èidlo, svalové vøeténko. n Nociceptory (algoceptory) jsou receptory pro bolest uložené v kùži a vnitøních orgánech (nebo jejich vazivových obalech – jako je napø. okostice). Jednotlivé algoceptory reagují na vnìjší poškozující podnìt (vysokou nebo nízkou teplotu, tlak, mechanické poranìní, chemické látky apod.) nebo na specifické chemické n
Jak a z èeho jsou smysly postaveny a jak fungují
/
23
látky uvolnìné pøímo z poškozené tkánì. Problematice vnímání bolesti se vìnujeme ve zvláštní kapitole. Pro zajímavost zmiòme ještì další speciální receptory a orgány, se kterými se nesetkáme u èlovìka, ale u nìkterých živoèichù. Jsou to elektrické a magnetické receptory. n
n
U nìkolika druhù paryb a ryb najdeme velmi zajímavé elektrické smyslové orgány. Žraloci a rejnoci pomocí speciálních Lorenziniho ampul registrují mimo slanosti vody, teploty a tlaku také elektrické pole vyvolané pohybem svalù. Poèetnì malá skupiny tzv. elektrických ryb (kam øadíme napø. paúhoøe elektrického, rejnoka elektrického, sumce elektrického) má elektrické orgány (vznikají pøemìnou svalové tkánì), které mohou vytváøet elektrické napìtí (u paúhoøe elektrického až k hodnotì 840 V!). Díky tìmto orgánùm tyto ryby loví a také se orientují – napø. v kalné vodì. Elektrické receptory mùžeme najít také u savcù. U ptakopyska slouží k vyhledávání potravy (pøesnìji elektrického pole, které vzniká pohybem svaloviny korýšù). Jsou uloženy v jeho zobáku. Orientace podle magnetického pole Zemì patøí k velmi zajímavým smyslovým schopnostem øady tvorù (hmyzu, ryb, obojživelníkù, plazù, ptákù). K vnímání zemského magnetismu slouží specializované nervové buòky. Pøes opakovaná potvrzení existence a funkce „magnetického smyslu“ však kolem nìj zùstává øada nejasností.
Rozdìlili jsme si receptory podle toho, na co reagují. Podstatné je ovšem také, odkud pøíslušné podnìty pøicházejí: Podnìty ze zevního prostøedí (tedy z okolí) registrují exteroreceptory. Øadíme mezi nì zrak, sluch, èich, chuť, hmat (a zmínìné elektrické a magnetické receptory). n K zachycení podnìtù z vnitøního prostøedí organismu (tedy z vlastního tìla) slouží interoreceptory. Dìlíme je dále na visceroreceptory a proprioreceptory: o Viscerální receptory – visceroreceptory – vnímají teplotu, tlak, zmìny velikosti orgánu nebo napìtí jeho stìny, pøítomnost èi koncentraci látek organických i anorganických (napø. glukózy, kyslíku, oxidu uhlièitého, rùzných minerálù), popøípadì poškození apod. Jsou uloženy ve vnitøních orgánech, v jejich stìnách nebo v cévách. Patøí mezi nì rùzné typy již uvedených receptorù (tj. mechanoreceptory, radioreceptory, chemoreceptory a nociceptory). o Proprioreceptory (tzv. systém hlubokého èití) registrují napìtí, polohu a pohyb tìla a jeho èástí. Jsou to tedy mechanoreceptory. Jednotlivé proprioreceptory najdeme zejména v kloubech, svalech, šlachách a jejich okolí. n
Èinnost mnoha visceroreceptorù si vùbec neuvìdomujeme. I pøi velkém soustøedìní neurèíme napø. aktuální hladinu oxidu uhlièitého v krvi (aèkoli ji viscero-chemoreceptory registrují a náš mozek ji „zná“). Naproti tomu napø. díky visceroreceptorùm (možná pøesnìji viscero-mechanoreceptorùm) ve stìnách žaludku mùžeme vnímat pocit plnosti (popø. pøeplnìnosti) žaludku po jídle. Díky proprioreceptorùm vnímáme i v naprosté tmì, kde máme ruce, nohy, jestli stojíme na nohách nebo na hlavì. Na poznání, zda stojíme na nohách nebo hlavì své nebo cizí, se podílejí dále také další receptory – napø. vestibulární aparát, algoceptory v kùži, popøípadì sluch (ozve-li se: „Aúú, to je moje noha!“).
24
/ Èlovìk, jeho smysly a svìt
Z daných oblastí podnìtù si jednotlivé specializované receptorové buòky ve smyslových orgánech dále „vybírají“ dílèí podoblasti, na které jsou citlivé. Jsou tedy úžeji zamìøeny pouze na nìkteré podnìty z dané oblasti. (Obraznì bychom mohli øíci, že jsou „více než velmi vybíravé“.) Napø. jednotlivé svìtloèivé buòky v sítnici lidského oka registrují jen urèité barvy (tedy podoblasti vlnového rozsahu viditelného svìtla) a jiné nikoli. A aby takové receptory „pracovaly“, je pro nì podstatné nejen, že na nì dopadá viditelné svìtlo, ale také jaké svìtlo to je.
Pouze ty smyslové podnìty, které splòují urèité charakteristiky kvality, ale také intenzity, délky a místa svého pùsobení (a mohou tak být zachyceny receptory), nazýváme podnìty adekvátní. A lze øíci, že pouze adekvátní podnìty mohou smysly adekvátnì zachycovat a zpracovávat.
Z hlediska intenzity (kvantity) leží adekvátní podnìty mezi dvìma absolutními senzorickými prahy: n
Minimální senzorický práh je nejmenší intenzita adekvátního podnìtu, kterou je daný receptor schopen zachytit a zpracovat (napø. nejnižší hlasitost zvuku, kterou slyšíme, nejmenší váha, kterou cítíme na dlani). Citlivost nìkterých receptorù je obdivuhodná: fotoreceptor mùže zachytit jediný foton, chemoreceptor jedinou molekulu, mechanoreceptor vychýlení o ménì než tisícinu milimetru.
n
Maximální senzorický práh je naopak nejvyšší intenzita adekvátního podnìtu, na kterou ještì daný receptor fyziologicky reaguje. Pøekroèí-li intenzita podnìtu tento práh, mùže dojít k poškození receptorù (napø. extrémnì hlasitým zvukem, pøíliš tìžkým závažím) nebo na nìj daný receptor nereaguje. Tzv. rozdílový (relativní) senzorický práh pøedstavuje nejmenší možný rozdíl v intenzitì dvou podnìtù stejné kvality, který receptory zaznamenají a vyhodnotí jako odlišné – napø. tìžší a lehèí diamant, meloun nebo nìco jiného.
Nutno konstatovat, že citlivostí, ale i poètem smyslových receptorù èlovìk daleko zaostává za mnohými živými tvory. Vìdìli jste, že napø. velmi zajímavý šváb americký (se kterým se kupodivu mnoho lidí vùbec netouží setkávat blíže) má jenom na svých tykadlech více než 520 hmatových èidel, cca 18 000 dalších mechanoreceptorù, asi 72 000 chemoreceptorù, zhruba 195 000 èichových receptorù, pøes 2 000 receptorù, které registrují vlhkost a pøibližnì 90 receptorù registrujících teplotu? Pøedstavíme-li si velikost švábích tykadel, jsou to èísla úctyhodná.
