5 C 2007 Maggio Organi Di Senso

1. organi di senso
fisiologia o biofisica?

2. stimoli & “sensi”
Prokofiev
Picasso
Braille
culatello
Chanel 5
fuoco
fisico udito
fisico vista
fisico tatto
chimicogusto
chimicoolfatto
fisico termocettori
mondo esterno stimolo senso
biofisica e fisiologia

3. La capacità di un animale di relazionarsi con il mondo esterno dipende
dalla sua capacità di captare ed interpretare in modo corretto le
informazioni provenienti dall’ambiente esterno e dal suo ambiente
interno.
I recettori sensoriali rappresentano i canali di
comunicazione tra il mondo esterno e il sistema nervoso
I sistemi sensoriali
Recettori cellulari
Recettori molecolari
Gli stimoli fisici o chimici provenienti dall’ambiente esterno devono
essere fedelmente codificati in segnali che i neuroni del sistema
nervoso centrale possano ricevere ed elaborare.
Trasduzione del segnale
Organi recettoriali

4. Raccolgono stimoli provenienti dall’ambiente esterno. Essi sono
quindi localizzati sulla superficie dell’organismo
Raccolgono stimoli provenienti dall’ambiente interno e
sono quindi localizzati in profondità.
Classificazione dei recettori
in base alla loro localizzazione

5. Gli enterocettori si distinguono in:
viscerocettori:
raccolgono stimoli dai visceri per coordinare la
vita vegetativa e quindi i processi omeostatici
recettori dell’equilibrio:
raccolgono informazioni sulla posizione e sui
movimenti di tutto il corpo
propiocettori:
raccolgono informazioni sulle posizioni relative
e i movimenti dei vari muscoli

6. Il recettore
•Converte uno stimolo fisico o chimico
in un potenziale d’azione che
trasmetterà le caratteristiche qualitative e
quantitative dello stimolo stesso al SNC

7. per una specifica forma di energia detta anche
modalità sensoriale
agli stimoli selezionati poiché
possono amplificare gli stimoli
che ricevono

I recettori le entrate sensoriali in quanto
convertono l’energia contenuta negli stimoli in impulsi nervosi
I recettori sensoriali sono:

8. Come si realizza la selettività?
Sono i meccanismi molecolari insiti nella membrana del recettore a
determinare quale sia lo stimolo adeguato di un recettore.
Le cellule fotorecettrici contengono un
pigmento visivo fatto di molecole
(rodopsina) capaci di catturare i quanti di
luce; in questo processo la struttura di tali
molecole va incontro ad una alterazione
transitoria. Il pigmento stesso fa parte della
membrana cellulare, cosicché il
cambiamento conformazionale molecolare
produce nella membrana una variazione di
conduttanza, che produce un segnale
elettrico.
Una cellula meccanorecettrice è dotata di una membrana che risponde ad
una lieve distorsione o ad uno stiramento (possiede canali ionici che si
aprono in risposta ad uno stiramento della membrana).

9. Modelli teorici dei
meccanismi di
trasduzione in tre
diversi tipi di recettori
chemocettore
meccanocettore
fotorecettore

10. (1) (2) (3)

11. soglia
= lo stimolo più debole che viene
riconosciuto da un sistema,
 il minimo di eccitabilità del sistema
sensoriale è detto SOGLIA.

12. Potenziale del recettore
•Potenziale di riposo del recettore
•Le sue variazioni possono dare l’avvio alla
trasmissione del segnale nervoso che generalmente
si comporta come un fenomeno
“tutto o nulla”
Il tipo di sensazione dipende dalla via nervosa seguita

13. I recettori possono essere:
•incapsulati,
se è presente un
corpuscolo
derivante da
tessuto connettivo;
➢ 1. Neuroni modificati
• terminazioni libere,
se il recettore è
costituito dalle
terminazioni
dendritiche
➢ 2. Cellule specializzate
(non propriamente nervose) es:
organi gustativi

15. (1) (2) (3)
(2) Il potenziale del recettore si propaga solo a brevi distanze elettrotonicamente.

Se il recettore è la terminazione sensitiva di una cellula di senso primaria, oppure se è una cellula di senso
secondaria che forma sinapsi elettrica con la cellula di senso primaria, le correnti elettrotoniche si
spingono fino al primo punto della fibra nervosa capace di generare potenziali d’azione. Il potenziale nel
primo punto eccitabile della membrana viene detto potenziale generatore. Se il potenziale generatore ha
un valore tale da raggiungere la soglia per l’innesco del potenziale d’azione (ossia se il potenziale
generatore è critico) insorge il potenziale d’azione che si autopropaga, trasportando l’informazione a livello
del sistema nervoso centrale
Se il recettore è una cellula di senso secondaria che forma una sinapsi chimica con la cellula di senso
primaria, le correnti elettrotoniche generate dal potenziale del recettore si arrestano alla membrana
presinaptica. Qui provocano ingresso di Ca
2+
in cellula e conseguente esocitosi del neurotrasmettitore,
che, liberato nello spazio sinaptico, si lega alle molecole recettrici postsinaptiche, provocando la
formazione di un potenziale postsinaptico. Questo, mediante correnti elettrotoniche, evoca un potenziale
generatore nel primo punto capace di generare potenziali d’azione. Se il potenziale generatore è critico
insorge il potenziale d’azione autopropagato.

16. La membrana plasmatica esposta allo
stimolo è caratterizzata da un
potenziale di riposo detto:
Le sue variazioni possono dare
l’avvio a dei segnali nervosi sotto
forma di potenziali d’azione
tutto-o-nulla.
Questi si propagano lungo l’assone e
causano il rilascio di un mediatore che
fa nascere, nel neurone successivo, un
potenziale sinaptico graduato che
potrà eventualmente generare un
nuovo pot. d’azione o un treno
d’impulsi.
Potenziale del recettore

18. Risposte elettriche a stimoli deboli e forti si traducono in
variazioni di frequenza di scarica dei potenziali d’azione

19. adattamento
•Se lo stimolo continua il recettore cessa di
reagire al segnale
I recettori del dolore o quelli legati alle funzioni
dell’equilibrio non si adattano o si adattano molto
lentamente
Caratteristiche
adattative del recettore
Dispositivi di filtro e di modulazione
della soglia di eccitazione dei
recettori presenti nel SNC

20. Le risposte dei recettori sensoriali presentano diversi gradi di adattamento, in
relazione al tipo di informazione che deve essere trasmessa:
2) recettori fasici si adattano
rapidamente a uno stimolo costante e si
inattivano; alcuni di questi rispondono
solo a variazioni dell'intensità di
stimolazione
1) recettori tonici sono a lento
adattamento, continuano a rispondere
dando una scarica d'impulsi oer tutta la
durata di uno stimolo costante

22. I recettori sensoriali cutanei comprendono tutti i tipi di recettori
I Muscoli scheletrici contengono Recettori da stiramento e nocicettori (dolore)
Le articolazioni e i visceri sono innervati da meccanocettori e nocicettori
Termocettori

S is te m a s e ns o ria le g e ne ra le o S o m a to vis c e ra le
Meccanocettori Nocicettori

S is te m i s e ns o ria li S p e c ia li
Visivo Olfattivo Uditivo Gustativo Vestibolare
Organi sensoriali specifici a livello cefalico connessi con appropriati sistemi
nervosi cerebrali

23. Gli esterocettori sono tradizionalmente classificati in recettori per
la vista, l’udito, il tatto, l’olfatto, il gusto. Occorre, però,
considerare anche tipi di informazioni sensoriali non presenti
nell’uomo ma presenti in altre specie animali.
I serpenti a sonagli sono capaci di rilevare il calore (sotto forma di
radiazioni nell’infrarosso) emesso da altri animali e possono utilizzare
questa informazione per localizzare le prede.
Alcuni pesci utilizzano segnali elettrici a frequenza molto bassa per
comunicare nell’acqua torbida. Ciò permette loro di localizzare i
propri simili.
Alcuni animali sembra che possano percepire il campo magnetico
terrestre ed utilizzarlo per l’orientamento.

24. Vie sensoriali – tutte le vie sensoriali, tranne quella olfattiva,
passano per il talamo

26. Ogni stimolo, proveniente dall’ambiente interno o esterno e
percepito dall’organismo, possiede una certa quantità di
energia.
I recettori possono essere classificati in base alla forma di energia
alla quale sono selettivamente sensibili in:
chemocettori (energia chimica)
meccanocettori (energia meccanica)
termocettori (energia termica)
fotocettori (energia luminosa)
elettrocettori (energia elettrica)
recettori acustici (onde sonore)

27. chemiorecettori
•Registrano:
Variazioni di PH nel sangue
Concentrazione di alcuni gas nel sangue
Concentrazione di alcuni ioni nel liquor
Sapori
Odori
Cellule con aree specializzate della membrana
plasmatica in grado di reagire stericamente con
alcune molecole innescando potenziali d’azione

29. olfatto
•Nei vertebrati i
recettori olfattivi sono
localizzati
•nell’epitelio olfattivo
delle fosse nasali
I recettori sono le terminazioni dendritiche
di neuroni che finiscono direttamente nei
bulbi olfattivi del telencefalo (rinencefalo)

31. Ciglia modificate
immobili muco
Cellule basali

37. Olfatto
L’uomo è un animale microsmatico:
Mediocremente dotato nell’olfatto
Neanche il gusto è molto raffinato
Il cane è un animale macrosmatico

38. gusto
calice gustativo (o gemma
o bottone gustativo)
I calici gustativi sono strutture
ovoidali annidate nell'epitelio
pavimentoso pluristratificato
della lingua formati da:
cellule basali,
di sostegno
e sensoriali.

39. Gemma gustativa
•1. poro
2. cellule epiteliali
3. microvilli
4. cellule gustative
5. sinapsi
6. cellule perigemmali
7. cellule basali
8. cellule di sostegno
9. fibre nervose

40. Ce llule g us ta tive

in
.
vio la


In ro s a le c e llule d i
s up p o rto
Le gemme gustative
contengono sino a 150 cellule
recettrici in associazione con
cellule di sostegno e basali
che ricambiano in
continuazione le cellule
recettrici;
le membrane apicali delle
cellule recettrici possiedono
microvilli che sporgono in un
poro gustativo dove entrano in
contatto con la saliva

41. Cellula
gustativa

42. •2) variazioni conduttanza di
membrana
•3) genesi del potenziale del
recettore
•Meccanismo di trasduzione del
segnale
•1) riconoscimento delle sostanze
chimiche presenti nella saliva da
parte delle molecole recettrici
localizzate sui microvilli
• 4) liberazione di un
neurotrasmettitore eccitatorio
• 5) comparsa di un potenziale
generatore nella fibra afferente
primaria
• 6) scarica di impulsi nervosi nelle
fibre afferenti primarie dirette al SNC

44. I= papille fungiformi
II= papille filiformi
III= papille foliate
IV= papille vallate
V= bottoni sulla base
della lingua
1- dolce
2-salato
3-acido
4-amaro

45. Papilla circumvallata

49. I meccanorecettori
piu semplici sono
terminazioni nervose
morfologicamente
indifferenziate
presenti nel
connettivo della pelle
meccanorecettori

50. Tatto e pressione
•la cute,
•i muscoli,
•i tendini,
•lo scheletro,
•l'apparato viscerale
•Il sistema tattile non è
localizzato in organi o apparati
specifici, ma è diffuso in varie
parti del corpo:
• si parla quindi di punti
tattili esterni e viscerali.
• Essi sono distribuiti in modo non uniforme sulle
varie parti del corpo

51. •Ogni recettore tattile è caratterizzato da tre
caratteristiche:
•Tipo di stimolazione per la quale è sensibile
•Grandezza del campo recettivo
•Tempo di adattamento

52. Recettori nei tendini segnalano la tensione dei muscoli
legati a quei tendini
Recettori all’interno delle giunture si attivano quando
l’articolazione è piegata al massimo delle sue possibilità
dei meccanocettori posti a livello delle capsule articolari (per
esempio nel gomito e nel polso) segnalano la posizione
statica dell'arto, la velocità e la direzione del movimento della
capsula grazie alla variazione in ampiezza e in frequenza
della scarica di potenziali d'azione.
Inoltre nella pelle, grazie ai corpuscoli di Ruffini, ha sede il
senso statocinestetico: questi corpuscoli sono sensibili
allo stiramento e all'allungamento della pelle e forniscono
in questo modo la posizione angolare delle articolazioni.

53. Le differenze di
sensibilità agli stimoli
meccanici nelle varie
parti della superficie del
corpo

54. Recettotri di tensione

55. Fuso
neuromuscolare
• è una struttura altamente
specializzata
diffusamente distribuita
nel parenchima
muscolare dei muscoli
scheletrici.
•Il fuso è fornito di
abbondanti vasi sanguigni
e presenta una
ricchissima innervazione
che porta segnali dal fuso
neuromuscolare al
midollo spinale e
viceversa.

56. è costituito da un fascetto (8-12) di fibrocellule muscolari striate avvolte da una
capsula connettivale. E' disposto parallelamente alle altre fibrocellule del muscolo
(extrafusali). Nella regione centrale presenta un rigonfiamento, dove si avvolge la
terminazione di una grossa fibra afferente (di gruppo I "TERMINAZIONE ANULO-
SPIRALE“) sensibile allo stiramento del fuso (e quindi del muscolo che lo contiene).
Altre fibre afferenti (di gruppo II) partono da regioni più periferiche rispetto al
rigonfiamento equatoriale e le loro terminazioni sono ancora tensocettori.
Le fibre intrafusali sono innervate da piccoli assoni motori, provenienti da
motoneuroni che si trovano nelle radici anteriori del midollo spinale.
fuso neuromuscolare

57. Gli organi tendinei del Golgi
•L'organo tendineo del Golgi è un recettore di tensione
•E' collocato nel punto di giunzione tra fibre muscolari e
tendine
Avverte il sistema
nervoso centrale
dell’entità delle forze
sviluppate dalla
contrazione
muscolare che, in
caso di contrazione
eccessiva provvede
a far rilassare il
muscolo

60. In alcuni recettori si sono evolute strutture accessorie il cui ruolo é quello di
realizzare un efficiente trasferimento di energia alla cellule recettrice
Meccanocettori a rapido adattamento Meccanocettori a lento adattamento

61. I corpuscoli di Pacini
•Funzione primaria: Percezione delle
vibrazioni ad alta frequenza

62. I corpuscoli di Meissner
•Funzione primaria: Percezione delle
vibrazioni a bassa frequenza
•Il corpuscolo di Meissner è un
meccanorecettore sensibile alla velocità e
quindi scarica impulsi solo durante il
movimento della pelle.

63. I corpuscoli di Krause
•I recettori di Krause venivano considerati
erroneamente recettori del freddo, in
realtà si è dimostrato che sono recettori
tattili rilevatori di velocità sensibili a
frequenze superiori ai 10-100 Hz e non
danno risposte ad una pressione
mantenuta stabilmente sulla pelle
(adattamento).

64. Le terminazioni di Ruffini
•furono identificati erroneamente come
termorecettori del caldo, in realtà possono
fornire una continua indicazione dell'entità
della pressione o tensione permanente
nella pelle.
•risiedendo spesso ad una profondità
maggiore delle terminazioni di Meissner e
di Krause.

65. sensazione del tatto
stimoli lievi solo durante il
movimento della pelle
pressione alta frequenza vibrazioni rispondono
solo a stimoli tattili che variano rapidamente,
misurano la tensione del
derma e sono ancora più
sensibili alle
variazioni di tensione.
sono i più semplici registrano la
pressione esercitata sulla cute

66. termorecettori
•I termorecettori generano una scarica continua di impulsi se la pelle è
mantenuta a temperatura costante,
•mentre producono un incremento o decremento del numero di impulsi,
quando la temperatura cambia.
•Ci sono due classi di termorecettori: recettori del freddo con risposta
massima nel range di 2-3 °C
•e recettori del caldo con risposta massimamente a 40-42 °C.
Recettori per il caldo e per il freddo
sono terminazioni nervose libere nella cute che
microscopicamente non si distinguono dai recettori per il dolore.

68. Nocicettori
•Sono i rilevatori di "dolore periferico".
• hanno terminazioni libere.
• rispondono a stimoli meccanici e termici severi; a
prodotti chimici, alla penetrazione dell'epidermide da
parte di oggetti affilati;
•rispondono inoltre a temperature pulsanti superiori a
50 °C.
• sono quasi indifferenti a carezze leggere della pelle.
• La sensazione dolorosa di solito si presenta in due
stadi:una prima frustata
•dolorosa, seguita da una sensazione pulsante.

69. nocicettori
•I nocicettori meccanici possono dare un avvertimento
molto rapido di dolore fisico, poiché gli assoni più veloci
conducono a velocità di 50 m/s e formano il sistema
segnalatore del dolore rapido o primo dolore.
•I nocicettori termo-meccanici possono essere
•eccitati sia da stimoli termici che da stimoli meccanici, ma
la caratteristica che li distingue dagli altri è una risposta
immediata e vigorosa a severi stimoli termici con
temperatura superiore ai 43-45 °C o molto bassa 2-3 °C.
• La velocità massima di conduzione di queste fibre è
inferiore a 10 m/s, quindi esse segnalano il dolore lento o
secondo dolore.

74. Cellule
meccanocettrici con
apice ciliato: l’organo
della linea laterale
•Permette all’animale di
distinguere cambiamenti nei
movimenti dell’acqua che lo
circonda dovuti a:
•correnti,
• movimenti di animali vicini,
• avvicinamento a rocce e altri
oggetti stazionari, etc.
•• E’ stato definito come un tipo di
“TATTO A DISTANZA”
•• Gli oragni sensoriali della Linea
Laterale si chiamano:
•NEUROMASTI

75. neuromasto
•Il movimento dell’acqua
sposta la cupola gelatinosa
•di conseguenza le ciglia
delle cellule capellute,
alterano il segnale
trasmesso al sistema
nervoso centrale
I neuromasti sono accolti in
canalicoli presenti nello
spessore del tegumento o
in fossette,
a volte (nei nuotatori lenti)
sono completamente
esposti in superficie

77. statocisti
•La statocisti è una struttura che
permette all'animale di
orientarsi nello spazio;
• consta generalmente di una
forma globulare che presenta
filamenti sensoriali (sete) e
contiene al suo interno una
granulazione pesante
(statolite).
•Le sete sono collegate a fibre
nervose a loro volta collegate
al sistema nervoso
dell'animale.
•Lo statolite, muovendosi a
seconda la posizione assunta
dall'animale, sollecita le sete
che a loro volta stimolano le
fibre nervose

78. •Localizzato in una cavità
dell’osso temporale: costituito da
una porzione di labirinto
membranoso, nel labirinto osseo.
apparato vestibolare
•I canali semicircolari contengono endolinfa e sono circondati da perilinfa.
•Percepisce
• le accelerazioni del corpo,
•la posizione del capo,
•accelerazioni angolari e lineari ella testa
•È costituito da 3 canali semicircolari e 2 organi
otolitici: sacculo, utricolo

79. •I tre canali semicircolari sono disposti secondo tre piani dello
spazio perpendicolari tra loro.
•Si aprono con cinque orifizi nel vestibolo, in quanto due canali
hanno l'origine in comune.
•Ciascun canale descrive circa 2/3 di circonferenza e presenta
una dilatazione ad un'estremità, detta ampolla.
•I tre canali
semicircolari si aprono
in una formazione
vescicolare ovoidale,
l'utricolo, collegata ad
una seconda
formazione vescicolare
sferoidale,
il sacculo.

80. COME PERCEPIAMO
MOVIMENTI
ROTATORI DEL CAPO?
•Nella parete delle
ampolle membranose
sono presenti le creste
ampollari, formazioni
costituite da cellule
sensoriali secondarie
responsabili della
percezione delle
accelerazioni angolari
(e quindi dell'equilibrio
dinamico), in quanto
capaci di trasdurre in
seguito ai movimenti
dell'endolinfa entro i
canali secircolari.

81. Epitelio sensoriale dei
canali semicircolari
Alla base di ogni canale
semicircolare si trova una
dilatazione: ampolla.
All’interno della ampolla si
trova una struttura
gelatinosa: cupola.
Le cellule cigliate
proiettano le stereociglia
verso la cupola.

82. La rotazione del
capo determina
un movimento
dell’endolinfa nel
canale
semicircolare,
causando una
distorsione della
cupola e la
flessione delle
stereociglia.
Il movimento
meccanico viene
trasformato in
segnale elettrico
in seguito
all’apertura (o
chiusura) dei
canali del K
+

presenti sulle
stereociglia.

83. COME PERCEPIAMO
ACCELERAZIONI
LINEARI DEL CAPO?
•Nella parete del
sacculo e dell'utricolo
sono presenti le
macule, formazioni
responsabili della
percezione delle
accelerazioni lineari
(verticale e orizzontale)
e quindi dell'equilibrio
statico.

84. Epitelio sensoriale degli organi otolitici (sacculo, utricolo)
macule
Sacculo ed utricolo contengono due tipi di cellule:
Le cellule di sostegno e le cellule sensitive capellute (solo 1 dei prolungamenti
è un vero ciglio).
Sulla sommità delle cellule ciliate si trova uno strato gelatinoso che contiene gli
.
otoliti
A causa della disposizione delle cellule ciliate nei due organi e della direzione
in cui proiettano le ciglia, il ,
sacculo percepisce movimenti “alto e basso”

’ .
l utricolo percepisce movimenti “avanti e indietro”
capelluta
CaCO
3
e MgCO
3

85. sacculo e utricolo
Macule
responsabili della
percezione delle
accelerazioni lineari
(verticale e orizzontale) e
quindi dell'equilibrio statico.
Canali semicircolari
creste ampollari,
responsabili della
percezione delle
accelerazioni angolari
(e quindi dell'equilibrio
dinamico

86. Posizione statica
Accelerazione del capo in avanti
Accelerazione del capo all’indietro
A riposo le stereocilia rimangono erette e
la cellula ciliata è solo parzialmente
depolarizzata. Il neurone
afferente scarica potenziali d’azione ad
una frequenza moderata.
Depolarizzazione cellula ciliata,
aumento della frequenza dei potenziali d’azione.
Iperpolarizzazione cellula ciliata,
riduzione della frequenza dei
potenziali d’azione.

87. suoni & udito
Prokofiev fisico udito
mondo esterno stimolo senso

88. cos’é il suono?
vuoto

89. udito
•L’organo dell’udito è l’orecchio che si divide in:
•Oreccchio esterno: padiglione auricolare e meato
uditivo esterno
•Orecchio medio: catena degli ossicini (martello,
incudine e staffa)
•Orecchio interno: coclea e organo del Corti
•La funzione dell’orecchio esterno è quella di
convogliare le onde sonore al timpano che chiude sul
fondo l’orecchio esterno separandolo da quello
medio.

90. orecchio esterno

91. raccoglie le onde sonore
•e funzionando come
un imbuto le convoglia
in uno stretto tubo
(condotto uditivo
esterno) che va
all’interno
dell’orecchio.
•Alla fine del condotto uditivo esterno c’è la membrana
del timpano.
L’orecchio esterno è composto dal padiglione
auricolare

93. •Il timpano è una membrana sottile che vibra quando
viene colpita dalle onde sonore.
• Divide l’ orecchio esterno dall’orecchio medio.
•È collegata ad
una serie di tre
ossicini che si
trovano
all’interno
dell’orecchio
medio
la Tromba d’Eustachio collega l’orecchio medio con il naso.
E’ un canale che ha due ingressi, uno nel cavo del timpano (sempre aperto) e
l’altro nel rinofaringe (si apre ogni volta che deglutiamo o sbadigliamo). Il suo
compito è di garantire che la pressione dell’ aria nell’orecchio medio sia uguale
alla pressione dell’aria nell’ambiente esterno. L’equilibrio pressorio permette al
timpano di vibrare liberamente.

94. orecchio medio

95. •Gli ossicini
dell’orecchio medio
si chiamano
martello, incudine
e staffa.
•La catena
ossiculare trasmette
le vibrazioni sonore
alla coclea (o
chiocciola) che è
una struttura che ha
la forma del guscio
della chiocciola.

96. orecchio interno
Finestra ovale da l’avvio alla trasmissione
dell’onda nella rampa vestibolare
Finestra rotonda ⇦ scarica la trasmissione
dellonda dalla rampa timpanica all’orecchio
medio

97. •L’orecchio interno
è pieno di liquidi
che trasmettono
cambiamenti di
pressione
all’interno della
coclea.
•Dentro la coclea si
trovano le cellule
ciliate che
catturano le
vibrazioni sonore
e mandano
impulsi nervosi al
nervo acustico.

98. Il nervo
acustico
(ottavo nervo
cranico) porta
il messaggio
sonoro fino al
cervello, dove
il suono viene
interpretato e
capito.

99. colore del suono
Sergei Prokovief
1891-1953
Romeo e Giulietta
La danza dei cavalieri

100. tonalità del suono
nell’uomo: 20-20,000 Hz
nel cane: fino a 50 kHz
nel pipistrello: fino a 100 kHz
intervallo di udibilità
alte frequenze toni alti
basse frequenze toni bassi 
f

101. coclea

102. coclea
scala
vestibuli
scala
timpanica
scala
media
membrana
di Reissner
membrana
basilare
Totalmente
membranosa
membranosa
Lamina spirale
ossea
Membrana tettoria
Organo del Corti

103. scala media membrana
di Reissner
membrana
basilare
membrana
tettoria
perilinfa
perilinfa
endolinfa

104. organo del Corti
membrana
tettoria

105. organo del Corti
cellule ciliate
membrana
tettoria
Alfonso, 1822-1876

106. cellule ciliate
3,500 interne
120 stereocilia
20,000 esterne
50 stereocilia

107. stereocilia

108. membrana basilare

109. organo del Corti

111. Vista
Come è che vediamo?

112. la luce

113. la luce

114. uniformità dello stimolo visivo
700 nm
430 THz
300 nm
1000 THz
stimolo acustico
20 kHz20 Hzuomo
50 kHz
~20 Hzcane
100 kHz~20 Hzpipistrello

115. anche nel IR
la locusta

116. anche loro vedono?
fototassi
euglena
fototropismo
fagiolo

117. ma, in realtà, cos’è che “vede”?
un pigmento
fitocromo
rodopsina

121. l’occhio
La sclera è il guscio
biancastro che avvolge
interamente l' occhio; é
la parte bianca visibile
dell'occhio, quella che
circonda l' iride
La coroide
contiene la rete
dei vasi
sanguigni
La sclera, anteriormente, diventa trasparente e,
forma, una lente convessa che si chiama cornea
L’humor
acqueous è un
liquido
L’humor
vitreous è
una gelatina
La parte anteriore della
coroide,si differenzia in
corpo cigliare e iride
che ha un foro di diametro
variabile, detto pupilla
La retina è un
multistrato di cellule
del sistema nervoso,
che alla fine formano
il nervo ottico
L’epitelio pigmentato è uno strato di cellule contenenti
melanina che cattura i fotoni non assorbiti dalla retina

122. irrorazione

123. Le dimensioni dell’occhio

124. la filogenetica dell’occhio

125. le lenti

126. le lenti dell’occhio
cornea
~40 diottrie
Cristallino
~20 diottrie
Diottria = 1/f

127. l’occhio fotografico

128. messa a fuoco
I raggi provenienti da oggetti lontani sono
quasi paralleli e non necessitano di grande
rifrazione per essere focalizzati
I raggi provenienti da oggetti vicini divergono e
necessitano di maggior rifrazione per essere focalizzati
muscoli ciliari
rilassati
muscoli ciliari
contratti
presbiopia e
vecchiaia
Il muscolo ciliare è controllato dal sistema parasimpatico.
Quando si ha stimolazione parasimpatica il muscolo ciliare si contrae, i
legamenti si detendono e il cristallino diviene più sferico aumentando il suo
potere diottrico e mettendo a fuoco gli oggetti più vicini.

130. miope
ipermetrope
astigmatico
difetti & occhiali
presbite

131. all’oftalmoscopio
nervo ottico
Fovea
e macula
più ricca di coni
…e nelle fotografie!

132. l’occhio

133. La retina
Contiene i coni
responsabili della
visione a colori
e i bastoncelli
responsabili della
visione in bianco e nero.
I coni e i bastoncelli sono quindi i
fotorecettori che, una volta eccitati,
veicolano l’informazione ad una
serie di neuroni bipolari che
formano sinapsi con i neuroni che
formano il nervo ottico → fino
alla corteccia cerebrale.
•La retina è la parte fotosensibile
dell’occhio.

135. •Quello che è curioso notare è la direzione in cui la luce attraversa l’occhio.
• i fotorecettori sono le ultime cellule a venire colpite dalla luce, perché
costituiscono uno strato molto esterno rispetto a quello delle altre cellule
degli strati.

136. •La retina è la parte
fotosensibile dell’occhio.
•Contiene i coni responsabili
della visione a colori e
•i bastoncelli responsabili della
visione in bianco e nero.
•La retina è una sottile
membrana di colore rosso-
arancio al cui centro è
disposto il nervo ottico. Dal
centro del nervo ottico partano i
vasi sanguigni principali della
retina,
Al centro della retina si trova una piccola area di forma ovalare,
di colore rossastro e priva di vasi sanguigni detta fovea.
La parte di retina che comprende la fovea e si estende con un diametro di
3mm rispetto ad essa è chiamata macula. La macula ha un colore bruno-
giallastro a causa del riflesso della xantofilla, un particolare pigmento
contenuto in abbondanza nei coni che ha una funzione di filtro per le
radiazioni luminose di bassa lunghezza d’onda.
macula

137. bastoncelli & coni
visione scotopica visione fotopica
~ 6.5·10
6
coni/retina~ 100·10
6
bastoncelli/retina

138. Coni e bastoncelli
•I coni e i bastoncelli sono i
trasduttori della luce. Sono
•cellule altamente specializzate
caratterizzate da strutture
molto particolari per espletare
il loro compito.
Sono strutturalmente molto simili e si
compongono di:
➢ segmento esterno: dischi che
portano il pigmento visivo
➢ soma: con nucleo, mitocondri,
reticolo endoplasmico, Golgi etc.
➢segmento interno: terminale sinaptico
in contatto con le cellule bipolari.
Segmento
esterno
soma
segmento interno

140. pixel
Østerberg, 1935

141. pixel
>

142. pixel
~10 kdpi
Østerberg, 1935
~5 kdpi

143. ~ 1.7·10
3
dischi/bastoncello
~ 6.5·10
6
coni/retina
bastoncelli & coni
~ 1.0·10
8
bastoncelli/retina

144. rodopsina
F. Boll, 1876
rosa visivo (N. Kühne, 1878)
bue: 38 kDa
rana: 40 kDa
calamaro:49 kDa
batterio:25 kDa
~ 1.0·10
8
bastoncelli/retina
~ 1.7·10
3
dischi/bastoncello
~ 1.5·10
3
rodopsine/disco
iodopsine

145. cis-trans
aldeide della vitamina A
1
(G.Wald, 1933, 1963)
R.Cone, 1969

146. Pigmenti visivi
•Il pigmento visivo dei bastoncelli prende il nome di
•rodopsina.
•Nei coni esistono tre diversi tipi di pigmenti visivi che
hanno caratteristiche simili alla rodopsina, ma una
diversa sensibilità per le radiazioni dello spettro.
•La rodopsina è formata da:
•una parte proteica detta opsina
•un gruppo cromoforo detto retinale (aldeide della
vitamina A)
•nella conformazione 11-cis al buio
•e alltrans sotto stimolazione luminosa.

147. elettrofisiologia
W. Hagins, 1969
i fotorecettori,
illuminati,
iperpolarizzano

148. ormoni
?
negli anni ‘50

149. secondo messaggero
E. Sutherland, 1960
1971, Nobel per la Medicina

150. fotoricezione
Bitensky, 1971
Cavaggioni, 1981
& cGMP

151. in una buia notte…
quando, sotto un albero, si distinguono i contorni delle fogle….
ogni bastoncello illuminato cattura un fotone ogni 85 min

152. e vede il singolo fotone!
Fuortes, 1964
Dodge, 1968
fenomeni quantistici

153. sistema complesso
corpuscolo del Pacini
tatto
cellule ciliate della coclea
udito
~ 100·10
6
fotoricettori/retina
~ 1·10
6
ganglionari/retina
~ 10·10
6

intermedie
/retina

154. connessioni & interdipendenze…
fra fotorecettori
ed, a grandi disstanze, tramite le orizzontali

155. …elaborazioni…

156. …e
spedizione

157. con il risultato che
le informazioni che partono dalla retina sono
poche ma elaborate

158. …ed arrivano a destinazione
ma questa è un’altra storia.

159. Fine