Capitolo 24
Gli organi di senso
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La recezione sensoriale
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24.1 Nel cervello gli stimoli sensoriali diventano
sensazioni e poi percezioni
Le percezioni vengono «costruite» dall’encefalo quando
esso analizza le sensazioni e le integra con altre
informazioni, formando un’interpretazione mentale o
un’interpretazione consapevole del dato sensoriale.
Figura 24.1
0
24.2 I recettori sensoriali convertono l’energia
degli stimoli in potenziali d’azione
• Gli organi di senso contengono cellule
recettrici, o recettori sensoriali, specializzate
nel captare gli stimoli.
• La ricezione di uno stimolo consiste nella
conversione, da parte di una cellula recettrice,
di un tipo di segnale (lo stimolo) in un impulso
elettrico (trasduzione sensoriale).
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La trasduzione sensoriale, avviene sulla membrana
plasmatica del recettore, dove produce un cambiamento
nel potenziale di membrana.
Molecola di zucchero (stimolo)
Lingua
Calice gustativo
2
Molecola
di zucchero
Poro gustativo
1
Recettori
sensoriali
Membrana
del recettore
sensoriale
Percorso di trasduzione
del segnale
Recettore
sensoriale
3


Ione
Neurone sensoriale
Potenziale
generatore
Neurotrasmettitore
mV
Neurone sensoriale
Potenziale d’azione
Figura 24.2A
Canali
ionici
Assenza di zucchero
Presenza di zucchero
5 Potenziali d’azione
4
0
La frequenza dei potenziali d’azione comunica l’intensità
dello stimolo alle corrispondenti aree cerebrali.
Interneurone
«dello zucchero»
Interneurone «del sale»
Recettore
dello zucchero
Recettore
del sale
Cervello
Neuroni
sensoriali
Calice gustativo
Figura 24.2B
Assenza
di zucchero
Aumento
della dolcezza
Assenza di sale
Calice gustativo
Aumento
della salinità
0
• Se ripetutamente stimolati, i recettori tendono a
diventare meno sensibili.
• Questo principio è chiamato adattamento
sensoriale.
• I recettori innescano un numero minore di
potenziali d’azione e, di conseguenza, il
cervello può perdere la consapevolezza degli
stimoli.
0
24.3 Recettori sensoriali specializzati
distinguono cinque categorie di stimoli
Una sezione di pelle umana rivela perché la superficie
del nostro corpo è sensibile a una grande varietà di
Tocco
stimoli.
Tocco
leggero Dolore Freddo Pelo
Calore
leggero
Epidermide
Derma
Figura 24.3A
Nervo
Tessuto
Movimento Pressione
connettivo
del pelo
forte
0
I recettori dolorifici
• A eccezione del cervello, ogni parte del corpo
possiede recettori dolorifici.
• Essi sono in grado di captare anche eccessi di
calore e di pressione e la presenza di molecole
rilasciate da tessuti danneggiati o infiammati.
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I termocettori
• I termocettori situati nella pelle sono sensibili
sia al caldo sia al freddo.
• Altri sensori, localizzati in profondità,
controllano invece la temperatura del sangue.
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I meccanocettori
Ciascun tipo di meccanocettore è stimolato da una
diversa forma di energia meccanica: tatto, pressione,
tensione dei muscoli, movimento e suono.
Filamenti del recettore
Neurotrasmettitori
presso una sinapsi
Più neurotrasmettitori
Meno
neurotrasmettitori
Neurone
sensoriale
Potenziali
d’azione
Potenziali
d’azione
1 Recettore a riposo
Figura 24.3B
2 Fluido in movimento in
una direzione
3 Fluido in movimento in
un’altra direzione
0
I chemiocettori
Figura 24.3C
SEM 80
I chemiocettori comprendono sia le cellule sensoriali
del naso e dei calici gustativi, sia particolari recettori
che individuano le sostanze chimiche che si trovano
all’interno del corpo.
0
I recettori elettromagnetici
I recettori elettromagnetici sono sensibili all’elettricità,
al magnetismo e alla luce.
Occhio
Recettore
per gli
infrarossi
Figura 24.3D
Il senso della vista
24.4 Tra gli invertebrati si sono evoluti molti
tipi di occhi
Uno dei tipi più semplici di organo fotosensibile è la
macchia oculare che fornisce informazioni circa
l’intensità della luce e la direzione dalla quale
proviene.
Macchie oculari
Figura 24.4A
0
0
Negli invertebrati si sono evoluti due tipi di occhi in grado
di formare immagini:
• l’occhio composto, costituito da molti minuscoli
rilevatori di luce chiamati ommatidi.
• l’occhio a lente singola.
Figure 24.4B, C
0
24.5 I vertebrati hanno occhi a lente singola
Il globo oculare umano è costituito da una membrana
biancastra e resistente (la sclera) la cui parte anteriore
trasparente, detta cornea, permette il passaggio della luce
e partecipa alla messa a fuoco dell’immagine. I
fotorecettori della retina trasducono l’energia luminosa.
Sclera
Corpo ciliare
Legamento
Cornea
Iride
Pupilla
Coroide
Retina
Fovea (centro del
campo visivo)
Nervo ottico
Umore acqueo
Lenti
Arteria e vena
Figura 24.5
Umore
vitreo
Punto cieco
0
24.6 Per la messa a fuoco delle immagini le
lenti oculari cambiano posizione o forma
La messa a fuoco dipende dal cristallino: viene regolato da
muscoli che lo spostano (se è rigido) o che ne modificano
la curvatura (se è elastico).
Muscolo ciliare contratto
Coroide
Legamento allentato
Retina
Luce proveniente da un oggetto vicino
(raggi divergenti)
Visione da vicino (accomodamento)
Muscolo ciliare rilassato
Legamento contratto
Luce proveniente da un oggetto distante
(raggi paralleli)
Figura 24.6
Visione da lontano
Cristallino
COLLEGAMENTI
0
24.7 Le lenti artificiali o la chirurgia possono
correggere alcuni difetti della messa a fuoco
• Tre dei più comuni difetti della vista sono la
miopia, l’ipermetropia e l’astigmastismo.
• Le persone con miopia non mettono bene a
fuoco gli oggetti lontani, mentre vedono
chiaramente gli oggetti vicini: il globo oculare di
un miope è più lungo del normale.
• Nell’ipermetropia il globo oculare è più corto
del normale e la focalizzazione dell’immagine
avviene oltre la retina.
0
Le lenti correttive fanno divergere leggermente i raggi
luminosi provenienti dagli oggetti lontani prima che
essi arrivino all’occhio.Forma
normale
del globo
oculare
Cristallino
Lente
correttiva
divergente
Punto
focale
Punto
focale
Retina
Forma
normale
del globo
oculare
Lente correttiva
convergente
Punto
focale
Retina
Figure 24.7A, B
Punto
focale
0
24.8 I fotocettori dell’occhio umano sono i coni
e i bastoncelli
• I coni vengono stimolati dalla luce intensa e
sono in grado di distinguere i colori.
• I bastoncelli sono estremamente più sensibili
alla luce e ci consentono di vedere nella debole
Corpo cellulare
Bastoncello
luce notturna.
Cono
Terminazioni sinaptiche
Figura 24.8A
Membrane discoidali
contenenti pigmenti visivi
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Coni e bastoncelli assorbono la luce e inviano potenziali
d’azione al cervello.
Retina
Neuroni
Fotorecettori
Cono Bastoncello
Fibre
del nervo
ottico
Retina
Nervo ottico
Figura 24.8B
Il senso dell’udito e l’equilibrio
0
24.9 Nell’orecchio le onde sonore vengono
amplificate e trasformate in impulsi nervosi
L’anatomia dell’orecchio
L’orecchio esterno è costituito dal padiglione auricolare e
dal condotto uditivo: entrambi raccolgono e convogliano
le onde sonore verso il timpano, una membrana che
separa l’orecchio esterno
dall’orecchio
Orecchio esterno
Orecchio interno
medio.
Padiglione
auricolare
Figura 24.9A
Timpano
Condotto
Orecchio medio
uditivo
Tromba di Eustachio
0
Sollecitato dalle onde sonore, il timpano inizia a vibrare e
trasmette queste onde ai tre ossicini dell’orecchio medio; le
vibrazioni passano poi attraverso il liquido della coclea
nell’orecchio interno.
Staffa
Ossa del cranio
Canali semicircolari
(mantenimento dell’equilibrio)
Nervo acustico,
diretto al cervello
Incudine
Martello
Coclea
Figura 24.9B
Timpano
Finestra ovale Tromba di Eustachio
(dietro la staffa)
0
Le vibrazioni nel liquido della coclea piegano una serie di cellule
ciliate dell’organo di Corti in contatto con la membrana
tettoria. I neuroni sensoriali posti alla base delle cellule
ciliate trasportano, attraverso il nervo acustico, i potenziali
d’azione dall’organo di Corti al cervello.
Canale
mediano
Osso
Cellule ciliate
Canale
superiore
Nervo
acustico
Neuroni
sensoriali
Canale
inferiore
Membrana basilare Al nervo acustico
Organo del Corti
Sezione trasversale
della coclea
Membrana tettoria
Figure 24.9C, D
0
La funzione acustica dell’orecchio
Le vibrazioni prodotte dalle onde sonore vengono
amplificate mentre sono trasferite attraverso
l’orecchio.
Orecchio esterno
Orecchio interno
Orecchio medio
Finestra
ovale
Canali cocleari
superiore e mediano inferiore
Compressione
Condotto Padiglione Timpano Martello,
uditivo
incudine e staffa
auricolare
Una
vibrazione
Ampiezza
Figura 24.9D
Amplificazione
nell’orecchio
medio
Organo
di Corti
stimolato
Tempo
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La percezione del volume e del tono dei suoni
• A un volume maggiore corrisponde
un’ampiezza maggiore delle onde di
compressione generate: le onde sonore di
ampiezza maggiore producono vibrazioni più
forti e, di conseguenza, i neuroni sensoriali
generano più potenziali d’azione.
• Il tono del suono dipende invece dalla
frequenza delle onde sonore: ogni regione della
membrana basilare è sensibile a una
particolare frequenza di vibrazioni.
0
24.10 Nell’orecchio interno hanno sede i nostri
organi dell’equilibrio
• Nel corpo umano esistono due gruppi di
recettori per l’equilibrio situati su ciascun lato
del cranio, nell’orecchio interno.
• I recettori si trovano vicino alla coclea in cinque
strutture piene di liquido, costituite da tre canali
semicircolari e da due concamerazioni dette
orticolo e sacculo.
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Queste strutture sono adibite al senso dell’equilibrio e
possono percepire movimenti in tutte le direzioni dello
Canali
spazio.
semicircolari
Nervo
Coclea
Orticolo
Sacculo
Flusso del liquido
Flusso del liquido
Cupola
Ciglia
Cellula ciliata
Fibre nervose
Cupola
Figura 24.10
Direzione del movimento del corpo
COLLEGAMENTI
0
24.11 La causa dei disturbi provocati dal
movimento è un conflitto di segnali tra
l’orecchio interno e il senso della vista
I disturbi dovuti al movimento (chinetosi) derivano dal
fatto che il cervello riceve segnali (provenienti dai
recettori dell’equilibrio posti nell’orecchio interno) che
sono in contrasto con i segnali provenienti da altri
recettori, in genere dagli occhi.
Il senso dell’olfatto e del gusto
0
24.12 I recettori del gusto e degli odori
captano la presenza di sostanze nelle
soluzioni o nell’aria
I nostri sensi dell’olfatto e del gusto dipendono da cellula
recettrici che captano le sostanze chimiche presenti
nell’ambiente.
Cervello
Bulbo olfattivo
Osso
Cavità nasale
Cellula epiteliale
Cellula chemiocettrice
Ciglia
Figura 24.12
Muco
0
Il senso dell’olfatto
• I chemiocettori del naso individuano le
molecole disperse nell’aria.
• Nel naso, ogni cellula recettrice può captare
uno dei cinquanta tipi principali di odori.
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Il senso del gusto
• I recettori dei calici gustativi rilevano le
molecole in soluzione.
• Oltre ai quattro gusti che ci sono più familiari,
cioè il dolce, il salato, l’acido e l’amaro, gli
scienziati hanno scoperto che esiste un quinto
sapore prevalente, che hanno chiamato umami
(che in giapponese significa «delizioso»).
COLLEGAMENTI
0
24.13 Il nostro senso del gusto può cambiare
con l’età
• Con l’età la sensibilità per i diversi sapori
decresce.
• La percezione gustativa varia anche da
persona a persona.
24.14 Il sistema nervoso centrale abbina gli
stimoli sensoriali con le risposte
appropriate
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Il sistema nervoso mette in collegamento la ricezione
dello stimolo con la risposta:
• Riceve informazioni sotto forma di potenziali d’azione;
• Integra le informazioni, programmando una risposta;
• Trasmette potenziali d’azioni che causano una reazione
appropriata.
Figura 24.14