analizator cutanat

Analizatorul cutanat

2005 Dr. Costin Caruntu

Fiziologie, UMF Carol Davila

Pielea = nveliul exterior alcorpului uman

Cel mai mare organ greutate ~5 kg suprafa de aprox 1,75 m2



Alctuit din trei straturi: epiderm derm hipoderm



Funciile pielii



Proteciefa de ageni fizici, chimici, infecioi stratul cornos. mantaua acid a pielii sebum - acizii grai nesaturai



Imunitate

Sistemul imun cutanat: celule Langerhans celule dendritice prezentatoare de antigen macrofage tisulare mastocite granulocite neutrofile limfocite T keratinocite



Homeostazia hemodinamic

bogate plexuri vasculare -important rezervor de snge.

vasodilataie periferic generalizat => patul vascular cutanat - 1/3 din volumul sanguin circulant.



Homeostazia hidric

secreie sudoral 1000ml ap/24h perspiraie insensibil 300ml/24h



Termoreglare

esutul adipos din hipoderm izolant termic

secreia sudoral - evaporarea apei la suprafaa pielii mpiedic nclzirea excesiv a corpului



Excreie: Secreia sudoral - uree, acid uric, creatinin, acid lactic i ali produi de metabolism, ioni Na+, Cl-, K+ etc.



Penetrabilitate

absorbia unor substane medicamentoase



Metabolism

7-dehidrocolesterol

vitamina D (colecalciferol)

esutul adipos din hipoderm - important rezerv energetic

UV



Homeostazia hormonal

estrogeni, progesteron, testosteronmetabolizai prin intermediul 5-alfa reductazei



Importan psiho-social



Organ de sim

receptorii cutanai capteaz i transmit semnale centrilor nervoi

legtur ntre organism i mediu.



Caracteristici generale ale receptorilor senzoriali

Energie

Receptorsenzorial

P.A. P.A. P.A. P.A.



Stimulul specific

= forma particular de energie fa de carereceptorul e cel mai sensibil



Potenialul de receptor (potenial generator)

= modificarea potenialului de membran al receptorului determinat de interaciunea dintre stimulul specific i organul receptor;

Caracteristici:se rspndete electrotonic n zonele nvecinate, rspunsul poate fi gradat, poate rmne localizat sau, cnd amplitudinea sa depete pragul poate iniia un potenial de aciune cu ct potenialul de receptor este mai mare dect nivelul prag, cu att este mai mare frecvena de descrcare a potenialelor de aciune



Adaptarea

Aplicnd asupra unui receptor un stimul stabil de intensitate constant, frecevena potenialelor de aciune n fibra nervoas senzitiv scade cu timpul.

A. receptori cu adaptare lent (tonici)

B. receptori cu adaptare rapid (fazici)



Cmpul receptor= aria senzorial din care primete informaii un neuron senzitiv.

Cu ct este mai mic cmpul receptor, cu att mai precis e localizarea stimulilor.



Analizatorul cutanat

Suprafaa pielii - imens cmp receptor

Toate structurile pielii conin o varietate larg de organe receptoare ce constituie segmentul periferic (receptor) al analizatorului cutanat.

Recepia cutanat deservete mai multe tipuri de sensibilitate: tactil, termic, dureroas



Sensibilitatea tactilReceptorii implicai n perceperea sensibilitii tactile -mecanoreceptori

Stimulul specific - deformarea suprafeei cutanate sub influena unui factor mecanic

deformare uoar - atingere (tact). deformare mai intens - apsare (presiune). micri oscilante, rapid repetate (frecv > 10-20 ciclii/sec)- senzaie vibratorie



Receptorii cutanai pentru sensibilitatea tactil

terminaii nervoase libere structuri complexe n care terminaia nervoas e nconjurat de structuri nonneurale: receptori anexai firului de pr, corpusculi Meissner, discuri Merkel, corpusculi Pacini, corpusculi Ruffini



Piele glabrrecepia tactil e asigurat de terminaii nervoase libere, discuri Merkel, corpusculi Meissner, Pacini, RuffiniTegument acoperit cu prrecepia tactil e asigurat n principal de receptorii asociai foliculului pilos, dar sunt prezente i discurile Merkel i corpusculii Ruffini i Pacini



Terminaiile nervoase libere

Fibre subiri srace n mielin sau amielinice

Prezente pretutindeni la nivelul pielii

Pot detecta atingerea i presiunea



Corpusculii MeissnerLocalizai n pielea glabr, la nivelul papilelelor dermiceFoarte numeroi pe palme, plante i buze, rari pe trunchi. Cmp receptor redus Form ovoidal, 90-120m

Sunt alctuii din:capsul subire conjunctivo-elasticlamele conjunctive i celule conjunctive ramificaii spiralate ale filamentelor nervoase terminalestimuleaz o fibr mielinizat groas (tip A beta).



Corpusculii Meissner se adapteaz rapid

Un stimul aplicat lent determin un potenial de receptori o frecven de descrcare mai mici dect un stimul de aceeai intensitate dar aplicat brusc.

Frecvena de descrcare n fibra nervoas codific rapiditatea aplicrii stimulului.

Stimul aplicat lent Stimul aplicat rapid

Frecventa de descarcare

Potential de receptor

Stimul

Timp2005 Dr. Costin Caruntu


Corpusculii MeissnerSensibili la:micarea obiectelor pe suprafaa pielii, vibraii de frecven joas

Importani n discernerea caracteristicilor spaiale ale senzaiei tactilelocalizarea senzaiilor tactileprecizarea calitii obiectului pipit



Discurile Merkel=discuri neurofibrilare concave, aplicate pe celule epiteliale clare cu structur modificat.

Receptorul n dom Iggo = mai multe discuri Merkel grupate ntr-un organ receptor unic.

ntregul grup de discuri Merkel e inervat de o singur fibr nervoas mare mielinizat (tip A beta)



Celulele Merkelmpreun cu terminaiile nervoase asociate formeaz un mecanoreceptororigine ??? epitelial sau nervoasprezint markeri epiteliali dar i anumite caracteristici de celul nervoas (proteina S 100, enolaza neuron-specific, proteina neurofilament, cromogranin, sinaptolizin)prezint vezicule neurosecretorii ce conin neuropeptide, prezente n toat citoplasma, mai dense n regiunea din apropierea fibrelor nervoasesunt capabile s produc majoritatea neuromediatorilor identificai n pieleexprim receptori pentru numeroi neuromediatori.



Deformarea mecanic a celulelor Merkel activeaz canale de Ca de tip ICa (calcium sustained current) genernd un influx de Ca n celul ce determin eliberarea de neurotransmitori din celule ce acioneaz asupra terminaiilor nervoase.



Discurile Merkel transmit un impuls iniial puternic, dar care se adapteaz parial i apoi un impuls mai slab, continuu, ce se adapteaz lent, fiind responsabile de furnizarea unor impulsuri stabile ce permit perceperea atingerii continue.

Discurile Merkel sunt receptori cu cmp receptor ngusti au un rol important n localizarea senzaiilor tactile



Receptorii anexai firului de prFiecare fir de pr mpreun cu fibra nervoas ce-i nsoete baza constituie un receptor tactil organul terminal al firului de pr.

Adaptare rapid - descarc doar n timpul micrii tijei, frecvena descrcrilor fiind proporional cu viteza de deplasare a firului de pr. Meninerea firului de pr n noua poziie se asociaz cu ncetarea generrii potenialelor de aciune.

Rol n detectarea micrii obiectelor pe suprafaa corpuluii a contactului iniial cu un obiect. 2005 Dr. Costin Caruntu


Sunt alctuii dincapsul format din 20-60 lamele concentrice cu aspect asemntor foielor de ceapfibr nervoas cu diametru de aproximativ 2m care se termin printr-o umfltur n contact cu celulele lamelare centrale; captul fibrei e nemielinizat, dar cu puin nainte de a prsi corpusculul fibra devine mielinizat; primul nod Ranvier e situat de asemenea n interiorul corpusculului.

foarte numeroi n hipodermul palmelor i plantelor voluminoi - lungime aprox 1 mm; cmp receptor larg form eliptic

Corpusculii Pacini



Stimul mecanic deformeaz lamela extern a capsulei => deformarea transmis la terminaia nervoas.

Deformarea terminaiei nervoase receptoare => deschiderea unor canale ionice i creterea conductanei pentru Na+ (i ali ioni K +,Cl -sunt implicai) => modificare brusc a potenialului membranar, determinnd apariia unui potenial de receptor



Dac circuitul local de curent creat cuprinde i primul nod Ranvieral fibrei => se produce un potenial de aciune.Cu ct compresiunea mecanic e mai puternic, cu att amplitudinea potenialului de receptor crete, descrcrile putnd deveni repetitive.

Nodul convertete rspunsul gradat al receptorului n poteniale de aciune a cror frecven e proporional cu intensitatea stimulului.



Corpusculii Pacini se adapteaz foarte rapid, n cteva sutimi de secund

Stimul aplicat lent, sau care acioneaz continuu => rearanjarea lamelelelor interne ale capsulei => terminaia nervoas nu mai este deformat. Doar deformrile rapide sunt transmise eficient ctre regiunea central a capsulei.

Corpusculii Pacini - importani n perceperea senzaiei vibratorii De fiecare dat cnd stimulul este aplicat i apoi ndeprtat corpusculul Pacini descarc poteniale de aciune, frecvena de descrcare fiind proporional cu frecvena stimulului vibrator.



Corpusculii RuffiniSituai n straturile profunde ale pielii (derm profund i hipoderm) i de asemenea n esuturi mai profunde. Form cilindric sau fusiform, lungime 0,25-2 mm.

Sunt alctuii din capsul format din 4-5 lamele concentrice fibr nervoas cu numeroase ramificaii fine terminate n butoni impulsurile sunt transmise prin fibre mielinizate groase de tip A beta

Se adapteaz foarte puin Semnaleaz starea de deformare continu a pielii, fiind importani n perceperea senzaiei de presiune.



Sensibilitatea tactil discriminativ

= distana minim la care doi stimuli sunt percepui separat.

Magnitudinea sa variaz de la o regiune la alta a corpului - cea mai mic unde receptorii sunt cei mai abundeni

vrful limbii: 1,1 mm degete faa palmar: 2,2 mm vrful nasului: 6,8 mm mijlocul palmei: 8,9 mm regiunea dorsal: 67 mm



Detectarea vibraiilorImplicare a mai multor tipuri de receptori:

Corpusculii Pacini au adaptare foarte rapid i sunt stimulai numai de micri extrem de rapidepercep vibraii cu frecvene ntre 30 i 800 cicli/sectransmit impulsurile prin fibre groase, mielinizate de tip A beta ce pot transmite pn la 1000 impulsuri pe secund.

Corpusculii Meissner au adaptare mai lent dect corpusculii Pacini stimulai n principal de vibraiile cu frecven joas, de pn la 80 cicli/sec,



Prurituldeterminat de stimularea terminaiilor nervoase libere intraepidermice sau imediat subepidermice

este transmis prin fibre subiri, nemielinizate de tip C

sunt implicai i anumii ageni chimici - rol important jucat de histamin



Sensibilitatea termicPermite aprecierea diferenelor relative de temperaturIntensitatea senzaiei termice - proporional cu viteza de schimb termic ntre obiect i organism. Conductibilitatea termic a unui obiect - implicat n senzaia produs

Senzaia termic - diferite gradaii: nghe, frig, rcoros, indiferent, cldu, cald, fierbinte.

Implicate mai multe tipuri de receptori: receptori pentru cald i pentru rece (rspund la stimuli termici inofensivi) i receptori pentru durere (stimulai numai de nivelurile extreme de temperatur) Numrul termoreceptorilor variaz de la o regiune a pielii la alta: buze 15-20 puncte de rece pe cm2, degete 3-5 puncte de rece pe cm2, trunchi 1 punct de rece pe cm2. Exist de 3-10 ori mai muli receptori pentru rece dect pentru cald.

Termoreceptorii rspund mult mai intens la modificrile de temperatur dect la temperaturile staionare 2005 Dr. Costin Caruntu


Receptorii pentru cald

Detecteaz variaii termice superioare temperaturii cutanate.

Sunt terminaii nervoase libere, cea mai mare parte amielinice i n mic msur fibre mielinizate subiri.

Transmit impulsurile n principal prin fibre nervoase tip C cu viteze de transmitere de 0,4-2 m/s.

ncep s descarce impulsuri la temperaturi cutanate de peste 30oC.



Receptorii pentru rece

Detecteaz variaii termice inferioare temperaturii cutanate

Sunt aproape n exclusivitate fibre subiri mielinizate Ca receptor pentru rece a fost identificat o terminaie nervos subire mielinizat de tip A delta, care se ramific de cteva ori, vrfurile ramificaiilor protruzionnd n suprafaa bazal a celulelor epidermale bazale.

Transmit impulsurile prin fibre nervoase A delta cu viteze de aproximativ 20 m/s, dar senzaia de rece poate fi transmis i prin fibre de tip C.

Descarc impulsuri la temperaturi ntre 15-35 oC. Receptorii pentru rece ncep s descarce paradoxal la valori ale temperaturii cutanate de 43-47 oC. 2005 Dr. Costin Caruntu


Temperaturi foarte sczute - stimulate doar fibrele pentru durere-rece10-15 oC, impulsurile de durere-rece diminu, ncep s fie stimulai receptorii pentru rece,30 oC ncep s fie stimulai receptorii pentru cald, frecvena de descrcare a impulsurilor diminund la valori de 50 oC.45 oC ncep s fie stimulate fibrele de durere-cald; apare o stimulare paradoxal a fibrelor pentru rece

Diferitele grade de senzaie termic pot fi determinate prin gradele diferite de stimulare a diferitelor tipuri de receptori.

nghe Frig Rcoare Indif. Cald F. Cald Fierbinte

105 2015 25 30 35 40 45 50 55 60

Temperatura (oC)

I

m

p

u

l

s

u

r

i

p

e

s

e

c

u

n

d

2

4

6

8

10

Durere-Rece

Rece

Cald

Durere-Cald

Stimularea diferitelor tipuri de termoreceptori n funcie de temperatur



Baza molecular a termorecepieiTermoreceptorii prezint canale ionice din familia TRP (Transient Receptor Potential), ce rspund la diferite praguri de temperatur.

Canal implicat n senzaia de rece - CMR-1 (TRPM8)este activat la o temperatur de aproximativ 28 oC, determinnd un influx de Ca2+. Acest influx crete n magnitudine pe msur ce temperatura scade spre 8 oC. mentolul stimuleaz de asemenea acest receptor

Canale importante pentru perceperea senzaiei de durere-caldTRPV1canal cationic neselectiv activat de temperaturi din categoria fierbinteactivat de asemenea de capsaicin (aplicat pe piele determin o senzaie de arsur). TRPV2 un omolog al acestuia care rspunde la temperaturi mai ridicate



Sensibilitatea dureroasSensibilitatea dureroas - importan deosebit n aprarea organismului (durerea - semnal de alarm)

Dou tipuri majore de durere: durerea rapid resimit la 0,1 secunde de la aplicarea stimulului; are caracter de nepturdurerea lent ncepe dup mai mult de o secund se intensific lent, este surd i are caracter de arsur

Receptorii pentru durere (nociceptori):densitate de aprox 100 nociceptori / cm2 de pieleterminaii nervoase libere ale fibrelor subiri mielinizate (A) i fibrelor nemielinizate (C)

Durerea rapid - fibre tip A delta cu viteze de 6-30 m/s, Durerea lent - fibre de tip C cu viteze de 0,5-2 m/s.



Nociceptorii rspund la stimuli mecanici, termici sau chimici, cu intensiti ce produc leziuni biochimice, funcionale sau morfologice n esuturi

Durerea rapid - stimuli mecanici sau termiciDurerea lent - stimuli mecanici, termici sau chimici

Substane chimice care pot determina durere: bradikinina, serotonina, histamina, ionii de K, acizii, acetilcolina, enzimele proteolitice. Prostaglandinele i substana P cresc sensibilitatea receptorilor pentru durere dar nu i stimuleaz direct

Receptorii pentru durere se adapteaz foarte puin sau deloc.



Durerea rapid - reflex de retragere i un rspuns simpatic, cu creterea presiunii arteriale i mobilizarea rezervelor energetice ale organismului.

Durerea ntrziat - grea, transpiraii profuze, scderea presiunii arteriale i reducerea generalizat a tonusului muscular

Durerea referit (durere cu origine la nivel visceral care este referit pe anumite regiuni ale pielii) apare cel mai probabil datorit faptului c fibre pentru durere somatice i viscerale au un traseu comun ctre creier. Durerea este astfel identificat ca avnd localizare la nivel cutanat.



Transmiterea senzaiilor prin fibrele nervilor periferici

Receptorii senzoriali specializai ce permit localizarea precis pe tegument, gradaiile foarte fine de intensitate sau schimbrile rapide de intensitate a stimulului- fibre groase, mielinizate de tip A beta, cu viteze de transmitere de 30-70 m/s.

Terminaiile nervoase libere ce transmit senzaii mai brute, precum presiunea grosier, atingerea slab localizat, pruritul- fibre subiri mielinizate tip A delta cu viteze de 5-30 m/s, sau fibre nemielinizate de tip C cu viteze de transmitere de pn la 2 m/s.



Cile transmiterii sensibilitii cutanate

De la punctul de intrare n mduv, impulsurile senzitive sunt transmise spre creier pe una din urmtoarele ci senzitive: sistemul lemniscal dorsal i sistemul anterolateral.

Neuronii primari ai cii transmiterii sensibilitii cutanate - ganglionii rdcinilor dorsale sau ganglionii echivaleni ai nervilor cranieni. Fibrele aferente primare ptrund la nivelul mduvei spinrii pe calea rdcinilor posterioare a nervilor spinali.



Sistemul lemniscal dorsal

fibre nervoase groasevitez de conducere mare - 30-110m/s grad ridicat de orientare spaial a fibrelor nervoase n funcie de originea lor pe suprafaa corpului. transmiterea senzaiilor cu o gradaie a intensitii foarte precis, permind pn la 100 grade de intensitate. capacitate crescut de a transmite impulsuri repetitive.

transmite informaia senzorial rapid i cu fidelitate mare temporo-spaial transmite senzaiile de atingere sau presionale ce necesit un grad mare de localizare a stimulului sau discriminarea unor gradaii fine de intensitate, senzaiile vibratorii, micarea unui obiect fa de piele, senzaii de poziie



Sistemul anterolateral

fibre mielinizate subiri (diametru 4 micrometri) vitez de conducere de 8-40 m/s, grad mult mai mic de orientare spaial a fibrelortransmiterea senzaiilor cu o gradaie a intensitii mai puin precis, permind recunoaterea a doar 10 - 20 de grade de intensitatecapacitate redus de a transmite impulsuri repetitive

transmite informaia a crei transmitere nu necesit nici rapiditate nici mare fidelitate spaialtransmite un spectru mai larg de modaliti senzoriale: durere, senzaii termice, senzaii tactile i presionale grosiere, senzaii de gdilat i prurit, senzaii sexuale.



Conducerea prin sistemul lemniscal dorsalFibrele senzoriale => ram. medial i ram. lateral. Ramura lateral - cornul posterior al substanei cenuii medulare => sinapse cu neuroni din poriunile intermediar i anterioar ale substanei cenuii medulare (declanaz reflexe medulare locale sau dau natere tracturilor spinocerebeloase)Ramura medial - cordonul posterior - sinaps n bulb (nucleii coloanelor dorsale - nucleii cuneat i gracilis).

Deutoneuronii se ncruciaz imediat -lemniscurile mediale - talamus (complex ventrobazal) neuron teriar - aria senzorial somatic I (girusul postcentral), aria senzorial somatic II (poriunea lateral i inferioar a fiecrui lob parietal)



Conducerea n sistemul anterolateralFibrele => sinapse n coarnele posterioare - ncruciare prin comisura anterioar a mduvei - traiect ascendent prin cordoanele anterolaterale de partea opus. Tractul spinotalamic anterior - sensibilitate tactil grosier Tractul spinotalamic lateral - durerea i temperatura

Impulsurile tactile i probabil impulsurile termice - n principal ctre talamus (complexul ventrobazal) => cortexul somatosenzorialDurerea rapid - ctre complexul ventrobazal talamic=> cortexul senzorial somatic i arii bazale ale creieruluiDurerea lent - ctre trunchiului cerebral (nuclei reticulari, aria tectal mezencefalic i substana cenuie periapeductal) => nucleii intralaminari talamici i anumite regiuni din hipotalamus.

Perceperea durerii - n principal funcia centrilor inferioriInterpretarea calitii durerii. - cortexul



Aria senzorial somatic Ilocalizare: girus postcentral (arii Brodman 1,3,2) orientare spaial distinct a diferitelor zone ale corpului - Homunculusul senzorialpicioarele - partea superioar a girusului regiunea cefalic - partea inferioarbuzele, faa, policele - arii ntinse trunchiul i p. inf. corp - arii reduse(Dimensiunea acestor arii ~ nr. de receptori senzoriali din respectiva parte a corpului)

Aria senzorial somatic IIlocalizare: peretele superior al fisurii silviene.reprezentarea diferitelor pri ale corpului nu este att de complet i detaliat capul - reg. inferioar a girusului postcentralpicioarele - n profunzimea fisurii silviene

Cortexul senzorial somatic



Neuronii cortexului senzorial somatic - dispui n coloane verticale ce se extind prin toate cele ase straturi ale cortexului.

Fiecare coloan diametru de 0,3-0,5mm conine aproximativ 10.000 de corpuri celulare neuronale deservete o singur modalitate senzorial specific

Coloanele pentru diverse modaliti senzoriale - dispuse unele n jurul altora

ntre coloane - diverse interconexiuni ce permit nceperea analizei semnificaiei impulsurilor senzoriale



analizator cutanat

Documents

Transcript of analizator cutanat