Fisiologia – 2015 OCW/EHU E. Agirregoitia eta N.Agirregoitia · Fisiologia – 2015 OCW/EHU E....

Fisiologia – 2015 OCW/EHU E. Agirregoitia eta N.Agirregoitia

1

12. GAIA: ZENTZUMEN BEREZIAK

Existitzen diren bost zentzumen bereziak (usaimena, dastamena, entzumena, oreka eta

ikusmena) entzefaloan kontzentratuak daude. Zentzumen somatikoetan bezala, hauetan

ere, inguruneko informazioa ekintza-potentzialetan eraldatzeko hartzaileak egongo dira

eta gero, informazio hori garunak interpretatuko du.

1. USAIMENA

Zentzumen-neurona primarioen (usaimen-zelulak) bukaeran zilioak dituzte eta mukosan

daude murgilduak. Mukosa horretan disolbatzen diren usaimen-molekulek zilioetako

hartzaileak aktibatuko dituzte eta ekintza-potentzialak sortuko dira. Sinapsi bidez,

informazioa usaimen-erraboilaren barnean dauden zentzumen-neurona sekundarioetara

garraiatuko da eta hortik usaimen-kortexera. Gainera, amigdalara eta hipokanpora ere

aferentziak proiektatuko dira eta horregatik usaimena lotura handia du oroimena eta

emozioekin.

2. DASTAMENA

Dastamena guztiz lotua dago usaimenari, izan ere, askotan elikagai baten dastamena

deritzoguna, egiatan, elikagai horren usaina da. Usaimenerako ehunka hartzaile mota

dauden arren, dastamena soilik bost sentsazioen konbinazioa da: gozoa, garratza, gazia,

mingotsa eta umami (glutamatoarekin lotutako gustua).

Oso interesgarria da aipatzea soilik bost zaporeen sentsazio eduki arren, bakoitza

gorputzaren oinarrizko funtzio batekin lotua dagoela:

- Zapore azidoan, gorputzak H+ ioia ezagutzen du eta, horrela, pH-aren oreka

mantentzeko erabil dezake.

- Zapore gazian, gorputzak Na+ ioia ezagutzen du eta oreka hidrikoa mantentzeko oso

garrantzitsua izango da.

- Zapore gozoan eta umamian, gorputzak molekula kimiko elikagarriak ezagutuko ditu

eta nutriziorako informazio garrantzitsua izango da.

- Zapore mingotsa gorputzarentzat ohartarazpen bat izango da, molekula kimiko

toxikoak egon daitezkeenaren abisua.


2

Dastamenerako hartzaileak, batez ere, dastamen-papiletan agertzen dira, mihiaren

gainean eta, zapore bakoitzerako, hartzaileak zonaldeka banatuak agertzen dira (beheko

irudian aztertzen da). Papila horietako bakoitza 50-150 dastamen-zelulez osatua dago

eta haien inguruan euste-zelulak eta erregeneraziorako oinarrizko zelulak daude.

Ahosabaian ere dastamen-hartzaileak daude.

Dastamen-zelula bakoitza epitelio-zelula bat da (ez da neurona bat). Epitelioan

barneratua daude eta soilik zati txiki bat kanporatzen dute. Kanporatzen den zati

horretako mintza mikrobiliak osatzen ditu ukimen-azalera handitzeko. Nahiz eta zapore

bakoitzak bere mekanismo berezia duen (beheko irudian aztertzen da), orokorrean,

substantzia batek zaporea sortzeko, molekula hori listuan disolbatu beharko da eta

dastamen-zeluletako proteina-hartzaile batekin lotu beharko da. Modu horretan,

seinaleen ur-jauzi bat martxan jarriko da eta, bukaeran, Ca2+

ioiaren askapenagatik,

neurotransmisoreen askapena emango da eta zentzumen-neurona primarioan ekintza-

potentzialak sortuko dira. Hortik aurrera, ohiko bide sentsoriala jarraituko da:

erraboilan, neurona sekundarioekin egingo dute sinapsia eta gero, sekundarioek neurona

tertziarioekin egingo dute sinapsia talamoan. Azkenik, informazioa dastamen-kortexera

joango da eta hor interpretatuko da informazioa.


3

3. ENTZUMENA

3.1 SOINUA

3.1.a) Higidura Oszilakor Harmonikoa

2 puntuen artean higidura lerrozuzen periodikoa duen gorputzak higidura oszilakor

harmonikoa duela esaten da. Mugimendu mota hori grafiko bidez irudikatu daiteke

hurrengo moduan: Gorputzak lerrozuzenean (A-O-B) duen posizioa (x: odenatu-

ardatza) irudikatuz denboran zehar (t: abzisa-ardatza).

Gorputzaren mugimendua deskribatzen duen lerrozuzena zirkulu baten diametroa dela

kontsideratuz eta, gorputz horren denboran zeharreko mugimenduaren proiekzioa

eginez, ω abiadura angeluarra duen higidura zirkular uniformeko gorputza balitz bezala

har dezakegu. Mugimenduaren irudikapen grafikoak sortzen duen kurbari sinusoide

deritzo.

3.1.b) Soinua

Def (objektiboa): Ingurune material baten bibrazioa

Def (subjektiboa): Giza belarriak sumatu dezakeen eta ingurune materialen bidez

hedatzen den higidura oszilakorra da.

- Somagarritasuna:

Uhin oszilakor bat soinutzat hartzeko, giza belarriak sumatzeko gai izan behar du.

Gizakiak antzeman dezakeen maiztasun-tartea 30 Hz eta 20 kHz artean dago. Hala ere,

animalia bakoitzean tarte hori aldakorra da.

- Ingurune materialaren beharra:

Soinua ingurune materialetan zehar hedatzen den higidura oszilakorra da, harmonikoa

zein ez-harmonikoa. Gure intereserako, ingurunea airea izango da. Uhin mekanikoa

denez, hutsean ezin da hedatu (uhin elektromagnetikoak ez bezala).


4

2π

tω =

A

λ

distantzia

denboraTUh

inar

enlu

zape

na A

λ

distantzia

denboraTUh

inar

enlu

zape

na

A = anplitudea

λ = uhin luzera

T = periodoa

f = maiztasuna (1/T)

v

λf =

3.1.d) Soinuaren ezaugarri fisikoak

• Higidura oszilakor harmonikoaren deskribapena

A: Anplitudea; uhinaren luzapen maximoa. Soinuaren intentsitatea (I) emango digu.

ω: Uhinaren abiadura angeluarra

ω = abiadura angeluarra

2π = bira oso baten angelua

t = denbora

T: Periodoa (ziklo bat betetzeko behar den denbora)

f: Maiztasuna (frekuentzia)

- Def: Periodoaren aurkakoa (1/T)

- Soinuaren ezaugarri berezia da

- Ez da aldatzen ingurunearekin, soinu bakoitzean konstante mantentzen da

- Soinuaren tonua mugatuko du

- Unitatea: Hz (Hertz) edo ziklo/sg. Zenbat bibrazio-ziklo egiten dituen

partikulak segundo batean.

λ: Uhin-luzera

- Def: Fase berdinean dauden 2 puntuen arteko distantziarik txikiena

- Ingurunearekiko menpekotasuna du (Adb: Uretan > Airean x 4,2 aldiz)

- Uhinaren hedapen abiadura mugatuko du. Izan ere,

abiadura (v) anplitudearekiko independentea da. Hedapen

abiadura handiagoa dago solidoetan gasetan baino,

konpresioagatik molekulak gertuago daudelako solidoetan.

• Soinuaren hedapena

Soinua bibrazioan dagoen gorputz batetik eratzen da. Horrela, objektu bat bibratzean,

inguruko aire-molekula bakoitzak mugimendu oszilakorra sortzen du bere oreka-

puntuaren inguruan; hedapenaren noranzko berdinean oszilatuko dute, hain zuzen.

Molekula bakoitzak albokoari transmitituko dio bibrazioa eta kate-mugimendua sortuko

da, hau da, bibrazioa molekulaz molekula garraiatzen da, baina ez da molekulen

hedapenik emango. Gainera, mugimendu oszilakorragatik, molekula horiek presio

aldaketa lokalak sortuko dituzte (batzuetan molekulak elkarren artean gerturatuko

direlako eta bestetan aldenduko direlako) eta konpresio eta depresio guneak eratuko

dituzte. Konpresio eta depresio gune horiek uhin esferiko modura hedatzen dira bibrazio

iturritik:


5

Soinu bakuna Soinu konposatua Zarata

P

SI =

• Soinu motak

Soinu motak harmonikotasuna eta periodoaren arabera desberdintzen dira:

1. Soinu bakuna (garbia edo purua):

Higidura oszilakor harmonikoa du

Periodikoa da

2. Soinu konposatua EZ du higidura oszilakor harmonikoa

Periodikoa da

3. Zarata EZ du higidura oszilakor harmonikoa

EZ da periodikoa

• Soinuaren intentsitateak

Mugimendu oszilakorra espazioan hedatzen denean, energia kantitate batekin hedatuko

da. Denbora unitateko hedatzen den energia (hau da, potentzia) eta azalera unitateko,

intentsitatea da.

I: intentsitatea (w/cm2)

P: potentzia (watt)

S: azalera (cm2)

Gizakiak (batezbeste) entzun dezakeen soinu intentsitaterik txikiena 10-16

w/cm2 da eta

handiena 10-4 w/cm

2 da. Entzumen aparatua oso moldagarria da eta maiztasun

konkretuetan oso intentsitate baxuetan entzuteko gaitasuna du.


6

IaI0

Ir = log

I

10-16Ir = 10 · log

Sonoritatea Tonua Tinbrea

Soinu gogorra

Soinu ahula

Soinu altu (agudo)

Soinu baxu (grave)

Tonu berdina baina tinbredesbedina

Dezibel eskala

Ikusi dugunez, intentsitatearen balioak oso zenbaki txikiak dira eta erabilpen zaila dute.

Hori dela eta, intentsitate erlatiboak erabiltzen dira, hau da, kontsentsuz aukeratutako

intentsitate batekin konparatzen dira. Gizakiak suma dezakeen intentsitate baxuenarekin

(10-16

w/cm2) konparatzen da, hain zuzen.

Datuak modu logaritmikoan honetan aurkezten dira:

Ir: Intentsitate erlatiboa (Bell)

Ia: Intentsitate absolutuaren balio konkretua (w/cm2)

I0: Suma daitekeen intentsitaterik ahulena (10-16

w/cm2)

Intentsitate erlatiboaren oinarrizko unitatea Bell (B) da, baina normalean dezibel-ak

(dB) erabiltzen dira, eta horregatik, oinarrizko formula hau erabili ohi da:

Beraz, intentsitateak 10-16

eta 10-4 w/cm

2 artean daudenean, dezibel eskala

logaritmikoko balioak 0 eta 120 dB artean egongo dira. Hura da dezibel eskala.

3.1.e) Soinuaren ezaugarri fisiologikoak

Soinuaren ezaugarri subjektiboak dira (ez fisikoak):

a. Sonoritatea Soinuak gogor eta ahul artean sailkatzeko sentsazioa da. Ezaugarri horretarako,

intentsitatea (I) eta maiztasuna (f) dira garrantzitsuak.

b. Tonua Soinuak altu eta baxu artean sailkatzeko balio zaigun ezaugarria da. Maiztasunari

(f) lotua dago. Maiztasun altuek soinu altuak sortzen dituzte eta maiztasun txikiek

soinu baxuak.

d. Tinbrea Altuera berdina baina iturri desberdineko bi soinuen artean desberdintzeko gaitasuna

ahalbidetzen duen sentsazioa da (biolinaren Do M vs. flautaren Do M).


7

3.2 ENTZUMENA

3.2.a) Belarriaren egitura (irudiak ikusi hurrengo orrian)

Belarria organo konplexua da baina guk era sinplifikatuan ikusiko dugu. Ondo

ulertzeko, belarriaren zona-mailako banaketa egingo dugu:

1. Kanpo-belarria

- Belarri-pabilioia

- Kanpoko konduktua (tinpano mintzarekin kontaktuan)

2. Erdiko belarria

- Tinpano kutxa

- Hezurtxo katea (mailua, ingudea, ointoki)

- Eustakioren tronpa

- Leiho obala

- Leiho borobila

3. Barne-belarria (egitura guztiak barraskiloaren barnean daude)

• Barraskiloa zabalduta:

- Arrapala bestibularra → Helikotrema → Arrapala tinpanikoa

• Barraskiloa zeharka ebakia:

- Zati zurruna: tabikea (hezurkara)

- Zati biguna (mintzakara)

- Arrapala bestibularra

- Reissner mintza

- Konduktu koklearra (bertan Cortiren organoa)

- Mintz-basilarra

- Arrapala tinpanikoa

- Likidoak:

- Endolinfa (konduktu koklearrean)

- Perilinfa (arrapaletan)

3.2.b) Entzumen mekanismoa

Entzumena gertatzeko 3 prozesu gertatu behar dira: 1) Belarriak soinu-uhinak

bereganatu eta transmititu behar ditu; 2) Maiztasunak bereizi behar dira; 3) Informazioa

nerbio-sistema zentralera transmititu behar da (nerbio-bulkada bidez) haren esanahia

deszifratzeko. Ekintza horiek aurrera eramateko, belarriaren atal bakoitzak zeregin bat

du. Hori da ikusiko duguna:

A) KANPO BELARRIA

- Belarriaren pabilioia: Gizakiarengan ez du funtzio berezirik, baina hainbat

animaliatan pantaila mugikor modura jokatzen du soinua “harrapatzeko” intentzioarekin

(imajinatu untxiaren belarriak nola mugitzen diren)

- Kanpo konduktua: Erresonantzia-egitura bezala funtzionatzen du. Soinuak biltzen

ditu hobeto entzun daitezen. Konduktuagatik soinua 5-10 dB anplifikatzen da.


8

Zeharka

Zabalduta

Arrapala bestibularra

Raissnermintza

Konduktu koklearra

Corti organoa

Arrapala tinpanikoa

hezur-xafla

mintz- basilarra zelula ziliarrak

kanpo konduktua

tinpanoa

mailua

ingudea

ointokileiho obala

arrapala bestibularraperilinfa

leiho borobila arrapala tinpanikoa mintz-basilarra barraskiloahelikotrema

Barne-belarria

Erdiko belarria

Kanpo-belarria

nerbio-zuntzak

Chittka L, Brockmannderivative work: M•Komorniczak lk- - Anatomy_of_the_Human_Ear.svg. CC

BY 2.5 via Wikimedia Commons-

KOKLEA:

Frumento A: Biofísica, 3. ed. MOSBY 1995


9

W1 = P1 · ∆V1 = P1 · S1 · ∆x1

W2 = P2 · ∆V2 = P2 · S2 · ∆x2

P1 · S1 · ∆x1 = P2 · S2 · ∆x2

S1

S2

P2 = P1 · ·∆x1

∆x2

S1 · 15 > S2

∆x1 · 1,3 > ∆x2P2 ≈ P1 · 15 · 1,3 P2 ≈ 20P1

∆x1

∆x2

S1

S2

∆V1

∆V2

P1

P2

B) ERDIKO BELARRIA

Erdiko belarriaren helburua da soinua ingurune gaseosotik (airea) ingurune likidora

(barraskiloko linfa) pasatzea eta horretarako, beharrekoak diren doikuntzak egiten ditu.

- Hezurtxo katea: Hezurtxo katerik ez balego, belarriak adituko lukeen intentsitaterik

txikiena 60 dB handiagoa izango zen, hau da, gaur egun suma ditzakegun soinu oso

baxuak ez genituzke adituko. Kanpo-belarritik barne-belarrirako bidean soinu-uhinen

presioa 20 aldiz handitzen da. Presio handipen hori beharrezkoa da soinua ingurune

konprimagarri batetik (airetik) ingurune ia konprimaezin batera (likidora) transmititu

dadin. Soinu-uhinek daroaten presioak tinpano mintzaren bibrazioa eragiten du, eta

tinpanoan sortutako bibrazioa hezurtxo katera transmitituko da. Alde batetik, hezurtxo

kateak palanka baten antzera funtzionatuko du eta mugimenduaren indarra 1,3 aldiz

handituko du. Bestaldetik, leiho obalaren azalera tinpanoko azalera baino 15 aldiz

txikiagoa da. Beraz, orotara, presioa 20 aldiz handituko da:

Presioaren handipenaren azalpena

Tinpanoa (1), hezurtxo katea eta ointokia (2) irudikatzen duen eskema. Bertan, azalera

(S), desplazamendua (∆x), bolumen aldaketa (∆V) eta presioak (P) irduikatuak daude:

Tinpanoko mintzera heltzen den presioak (P1) lana (W1) eragiten du, eta ia energiaren

galerarik ez dagoenez, lan guztia ointokira transmititzen da (W2):

Ointokitik aterako den presioa (P2) bakantzen badugu:

Tinpanora heltzen den presioak (P1) eragin duen bibrazioak mailua eta ingudea

mugiarazten du eta, palanka bat bezala, 2 hezurtxo horiek ointokia mugiaraziko dute.

Hain zuzen, mailuaren desplazamendua (∆x1) 1,3 aldiz handiagoa da ointokian eragingo

duen desplazamenduarekin (∆x2) alderatuz. Gainera, tinpanoko azalera (S1) leiho

obalekoa (S2) baino 15 aldiz handiagoa denez, orotara, hauxe dugu:


10

Leiho obala Arrapala bestibularra eta konduktu koklearraOintoki

Leiho borobila Arrapala tinpanikoa

Mintz basilarra

Helikotrema

Soinuaren presioa oso altua denean, hezurtxoen inguruko muskuluak (estapedio eta

tinpanoko tentsorea) uzkurtuko dira eta muskuluen uzkurketa horrek kateari

zurruntasuna eragingo dionez, hezurtxoen soinuaren eroankortasun-gaitasuna asko

jaitsiko da (batez ere frekuentzia txikiko soinuen eroankortasuna galaraziko da).

Horrela, koklea babestu ahal izango da. Adibidez, guk hitz egiten dugunean, sortzen

diren soinu-presio handiak ekiditeko, hezurtxo kateko muskuluak uzkurtzen ditugu eta

horregatik “arraro” entzuten dugu gure ahotsa grabatua entzuten dugunean, hau da, gure

ahotsa hezurtxoko muskuluak uzkurtu gabe entzuten dugunean.

D) BARNE BELARRIA

1. Soinu-uhinen transmisioa

- Koklea (barraskiloa): espiralean biribildutako hodi-sistema bat da, baina

entzumenaren azterketa egiteko hobe da zabalduta edo zeharka egindako mozketa

ikustea (6. orria).

Ointokiko oinak bibratzen duenean (koklearen barrura mugitzen denean), leiho obala

bibraraziko du eta azken horrek arrapala bestibularreko perilinfa barrura bultzatuko

du eta likido horren presioa handituko du. Barraskiloaren barrunbea zurruna denez eta

likidoa konprimaezina denez, likidoa, helikotrematik, arrapala tinpanikora pasatuko

da eta leiho borobila (deformagarria dena) kanpora bultzaraziko du. Gero, ointokia bere

lehenengo posiziora bueltatzen denean, likidoak kontrako norabidea hartuko du.

Egia esanda, helikotrema oso zulo txikia denez eta likidoa likatsua denez, ez da ematen

helikotreman zeharreko likidoaren igarotze adierazgarririk. Aldiz, konduktu koklearra

ez denez hain zurruna (bigunagoa da), ointokiko oinak bibratzen duenean eta ondorioz,

arrapala bestibularreko likidoaren presioa handitzen denean, konduktu koklearra

arrapala tinpanikorantz desplazatzen da eta, modu horretan, alde batetik, ointokiko

oinari lekua egiten dio eta bestaldetik, leiho borobilaren kanporanzko mugimendua

baimentzen du. Kasu honetan ere, ointokia bere lehenengo posiziora bueltatzen denean,

likidoak kontrako norabidea hartuko du.

Kokleako likidoaren mugimendua ointokiko desplazamendua eta gero:

Raissner mintza hain biguna denez, arrapala bestibularrean ematen diren presio

aldaketak zuzenean konduktu koklearrera pasatzen dira, beraz, konduktu bakar bat

bezala har dezakegu (irudian ikusten den bezala). Raissner mintzaren funtzio nagusia da

konduktu koklearrean endolinfa mantentzea (likido garrantzitsua orekarako).


11

Maiztasun altua

Maiztasun ertaina

Maiztasun baxua

2. Maiztasunen bereizketa

- Mintz basilarra: Koklearen barnean dagoen egitura da. Konduktu koklearra eta

arrapala tinpanikoa banatzen duen mintza da. 20.000-30.000 zuntz basilarrez osatua

dago. Zuntz basilarrak zurrunak eta elastikoak dira eta haien mutur basala kokleako

erdiko hezurdurari (modioloari) lotuak daude, baina mutur distaletik aske daude. Beraz,

zuntz basilarrek armonika baten “mihiak” bezala bibratu dezakete.

Zuntz basilarren luzera handituz doa. Izan ere, leiho obal eta borobilean zuntzek 0,04

mm dituzte eta koklearen barneko erpinean (helikotrematik gertu) 0,5 mm dituzte.

Zuntzen diametroa, aldiz, txikitzen doa. Guzti horren ondorioz, leiho obaletik gertu

dauden zuntz motz eta zurrunek hobeto bibratzen dute maiztasun altuekin eta zuntz

luzeek eta malguek hobeto bibratzen dute maiztasun baxuetan.

• Nola “bidaiatzen” dute soinu-uhinek koklean zehar?

Soiunu-uhinen transmisioa aztertu dugunean ikusi dugu nola, ointokia mugitzean,

likidoak presioa irabazten zuela eta konduktu koklearra (eta beraz, mintz basilarra)

arrapala tinpanikorantz “sabeltzen / abonbatzen” zen. “Sabeltze / abonbamendu” horrek

gero eta tentsio elastiko gehiago eragingo du mintz basilarrean eta metatzen joan den

tentsio elastiko horrek uhin “bidaiari” bat sortuko du mintz basilarrean zehar eta

helikotremarantz. Ideia bat egiteko, mintz basilarrean zeharreko uhin “bidaiari” horren

mugimendua putzu baten gainazaletik garraiatzen den uhin batekin konpara dezakegu.

Mintz basilarrean zeharreko “uhin-

bidaiarien” mugimenduaren eskema:

Maiztasun altuko uhinetarako, mintz

basilarraren erresonantzia hasieran

ematen da. Aldiz, maiztasun baxuko

uhinak mintz basilarraren bukaeran

sortzen dute erresonantzia.

- Zergatik?

1. Zuntz basilarren zurruntasuna aldatzen

delako mintz basilarrean zehar.

2. Gehiegizko likidoak “kargaren”

handipena sortzen duelako mintz

basilarrean.

• Soinu-maiztasunaren arabera mintz basilarraren bibrazio patroia aldatzen da:

Uhina hasieran ahula da, baina gero eta indartsuago egiten da (anplitudea handitzen da)

maximo batera heltzen den arte. Maximo hori lortzen da uhinak duen soinu-maiztasuna

eta mintz basilarraren zuntzak duen erresonantzia-maiztasun naturala berdinak direnean.

Bi maiztasun horiek bat egiten duten leku horretara, uhina heltzen denean, mintz

basilarrak aurrera eta atzera erraztasunarekin bibratu dezake eta ondorioz, uhinak

zekarren energia desagertuko da. Hau da, uhinaren garraioaren mozketa emango da.


12

Maiztasuna

Distantzia ointokitik (mm-tan)

Soinu-uhinaren anplitudearen patroia 8000 Hz-tik 200 Hz-rainoko maiztasunerako.

Mintz basilarreko anplitude maximoko puntuak (erresonantzia-puntuak) irudikatzen dira

maiztasun bakoitzerako:

Andrea Spagni: Creative Commons by-nc-sa-3.0

3. Informazioaren transmisioa nerbio sistema zentralera

- Cortiren organoa: Mintz basilarraren bibrazioagatik nerbio-bulkadak sortzen dituen

organo hartzailea da. Izan ere, Corti organoa mintz basilarreko zuntz basilarren

gainazalean eusten da eta mintz basilarra mugitzean, Corti organoa ere mugituko da.

Egia esanda, benetako hartzaile sentsorialak Corti organoko zelula ziliarrak dira.

Madhero88: Creative Commons by-nc-sa-3.0

Zelula ziliarren zilioak mintz tektorioaren geleko gainazala ukitzen dute, edota bertan

barneratuak daude. Zelula ziliarren goikaldea xafla erretikularrera lotuak daude, era

berean, xafla erretikularra Corti-ren euskarrien bidez zuntz basilarrera eta modiolora

dago lotua. Ondorioz, hiru egitura horiek egitura zurrun bat bailitzan mugitzen da.

Horrela bada, mintz basilarra gora mugitzen denean, xafla erretikularra gora eta

modiolorantza mugitzen da, eta mintz basilarra behera mugitzean, xafla erretikularra

behera eta kanporantz mugitzen da. Xafla erretikularreko barruranzko eta kanporanzko

mugimenduek eragiten dute zilioak mintz tektorioaren aurka mugitzea. Zilioak alde

batera makurtzen direnean, zelula ziliarrak despolarizatzen dira (katioientzako kanalak

irekitzen direlako), eta neurotransmisoreak askatuko dira neurona sentsorial primarioan

ekintza-potentziala sortuz. Zilioak bestaldera makurtzean, zelulak hiperpolarizatzen dira

(katioientzako kanalak ixten direlako). Hemendik aurrera, informazioak ohiko bide

sentsoriala jarraituko du: neurona primarioak erraboilera helduko dira eta hortik, belarri

bakoitzetik datoren soinua garuneko bi aldeetara proiektatuko da, batez ere

mesentzefalora eta talamora helduz, eta hortik, entzumen-kortexera bideratuko da.


13

Xafla erretikularra Zilioak

Zuntz basilarra

Corti-ren euskarriak

Modioloa

Mintz tektorioa

Zelula ziliarren kitzikapena mintz tektorioarekin kontaktuan dauden zilioen atzera eta

aurrerako mugimenduagatik gertatzen da. Mugimendu horren arduraduna mintz

basilarreko zuntzen bibrazioa da.

Frumento A: Biofísica, 3. ed. MOSBY 1995

3.3 ULTRASOINUAK

Def: Gure belarrientzat entzunezinak diren uhin elastikoak dira. 20 kHz baino maiztasun

handiagoa dute. Uhin mekanikoak direnez ez dira hutsean hedatzen. Ultrasoinuek

dituzten ezaugarri berezien erantzuleak hauek dira:

- Duten uhin luzera txikia

- Duten intentsitate altua

• Ultrasoinuen hedapen abiadura aldatzen da ingurunearen arabera (soinuan

bezala):

- Airean: 340 m/s

- Uretan: 1500 m/s

- Ehun bigunean: 1400-1700 m/s

- Hezurrean: 3000-4000 m/s

• Ultrasoinuen hedapena

Ingurune homogeneoetan lerro zuzenean hedatzen dira, baina oztopoekin topo egiten

dutenean (ingurune heterogeneoak), jasan dezakete difrakzioa, islapena edo

absortzioa.

- Likidoz betetako barrunbe bat topatzean (besikula, kistea…), ultrasoinuak

intentsitatearen zati handia gordeko du.

- Ultrasoinuak gasak topatzean (birikitan), islapena pairatzen du.

- Egitura gogorrekin talka egitean (hezurrak, kaltzifikazio-harriak…),

absortzioa gertatzen da eta egitura zurrunen atzetik dauden egiturak ez dira

antzematen (itzal akustikoa).


14

v

λf =

v - v’

λf =

v + v’

λf =

• Ultrasoinuen aplikazio medikoak

a) Terapeutikoa

- Erreumatologian: ultrasoinuek sortutako beroa edo frikzioa masaje modura erabil

daiteke

- Kirurgian: intentsitate altuko ultrasoinuen ekintza hondatzaileak erabiltzen dira

b) Diagnostikoa

Diagnostikoa egiteko, ultrasoinuen igorle bat eta hartzaile bat eduki behar da:

- Igorleak ultrasoinua sortuko du

- Igorleak askatutako ultrasoinuak zerbaiten kontra talka egiten duenean,

islatuko da eta hartzaileak ultrasoinuen oihartzunak bereganatuko ditu.

Hartzaile horrek oihartzuna seinale elektrikoan bihurtuko du.

Adibide bat: Ekografia (Oihartzuna = eco)

- Ehun bakoitzak ultrasoinuak zurgatu eta igortzeko duen ahalmena aldatzen

da ehunaren arabera.

- Ahalmen zurgatzaile horren arabera, hartzaileak jasotzen duen oihartzunak

irudi desberdin bat sortuko du:

o Argiago edo ilunago ehunaren arabera

o Ehunean egitura “anormalak” badaude (tumore, hausturak,

harriak…), ultrasoinuak sortzen duen irudian agertuko da

Adibide bat: Doppler ekografia

Doppler efektuan oinarritzen da ekografia mota hau. Doppler efektuak hauxe dio: Soinu

baten iturria belarrira hurbiltzen denean, “agudoago” entzuten dugu eta urruntzean

“grabeago” entzuten dugu. Hori gertatzen da frekuentzia (f) aldatzen delako, izan ere,

uhinak dakarren abiadurari (v) mugimenduan dagoen gorputzaren abiadura (v’) gehitu

(hurbiltzean) edo kendu (urruntzean) behar zaio.

Ultrasoinuen kasuan, mugitzen ari den objektu bati (adibidez globulu gorri bat)

ultrasoinu bat igortzen bazaio, talka egitean, sortuko den oihartzun-uhinaren

maiztasunean aldaketa jasango du. Hurbiltzen denean maiztasun handiagoa eta

urruntzen denean maiztasun txikiagoa.


15

Uhin elektromagnetikoaEremu magnetikoa

Eremu elektrikoa

c = λ · f

4. OREKA

Oreka mantentzeko zentzumena barne belarrian dugun aparatu bestibularrari esker

lortzen dugu. Aparatu bestibularra osatzen dute hiru konduktu erdizirkularrek eta haien

oinarrian dauden organo otolitikoek. Aparatu bestibularra endolinfaz beterik dago eta

zelula sentsorial ziliatuez gaineztatua dago. Konduktu erdizirkularrak buruaren

errotazio-azelerazioa kontrolatzen du eta organo otolitikoek buruaren kokapena.

Oreka kontrolatzen duten zelula ziliatuak entzumenerako aztertu genituen Corti

organoko zelula ziliatuen antzera lan egiten dute. Kasu honetan, konduktu

erdizirkularretako zelula ziliatuak estimulatzen dira endolinfaren mugimenduaren

eraginez, eta organo otolitikoen zelulak estimulatzen dira grabitatearen eraginez

mugitzen diren kristal (otolito) batzuen eraginez. Bi kasuetan, zilioak alde batera

mugitzean, zelula despolarizatuko da eta zilioak beste aldera mugitzean, zelula

hiperpolarizatzen da.

Zelula ziliatuek sinapsia egiten dute neurona sentsorial primarioekin (nerbio

bestibularrean) eta neurona horiek erraboilera edota zerebelora proiektatzen dira.

Hainbat aferentzia talamora eta kortexera ailegatzen dira eta beste batzuk zerebelora.

5. IKUSMENA

5.1 ARGIAREN IZAERA ETA EZAUGARRIAK

5.1.a) Uhin elektromagnetikoak

Erradiazio elektromagnetikoak oszilazio harmonikoa duten uhinak bezala hedatzen dira.

Uhin elektromagnetiko horiek osagai elektrikoa eta osagai magnetikoa dute, izan ere,

eremu elektriko baten eta eremu magnetiko baten hedapena gertatzen da, elkarrekiko

elkarzutak dira eta hedapen-izpiarekiko elkarzutak.

• Uhin elektromagnetikoaren ezaugarriak:

- Hutsean heda daiteke, ez du ingurune materialik behar (soinua ez bezala).

- Argiaren abiadura (c) ingurune batean konstante mantentzen da,

beraz, geroz eta uhin-luzera (λ) handiagoa orduan eta maiztasun (f)

txikiagoa.


16

Lurreko atmosfera zeharkatzen al du?

Erradiazio mota

Uhin-luzera (m)

Uhin-luzeraren ggb-ko eskala

Maiztasuna (Hz)

Irratia Mikrouhinak Infragorria UltramoreaIkusgaia X-izpiak Gamma izpiak

Eraikinak Pertsonak Tximeleta Orratz-punta Protozooak Molekulak Atomoak Nukleo atomikoa

BAI BAIEZ EZ

α

β α’

Izpi-erasotzailea

Izpi-islatua

Izpi-errefraktatua

ingurunean1 n2

sin α = n2/1

sin α’

Erradiazio mota bereizteko maiztasuna erabiltzen den arren, askotan, sailkapena

egiteko, erradiazioak hutsean duen uhin-luzeraren arabera (airean daukanaren oso

antzekoa) egiten da:

Optikan erabiltzen den erradiazio elektromagnetikoa argi ikusgaia da (λ = 400-700 nm)

5.1.b) Argiaren errefrakzioa

Argia partikulaz osatua dago (fotoiak), baina optika geometrikoan argi-izpiak (uhinak)

erabiltzen dira. Argi-iturri batetik izpiak norabide guztietara ateratzen dira. Argi-izpi

horiek lerro zuzenean hedatzen dira ingurune batean zehar (n1) eta beste ingurune

batekin (n2) elkar topatzen dutenean, izpiek norabidea aldatuko dute: errefrakzioa.

Ingurune bakoitzak berezko errefrakzio indizea (n) edukiko du eta izpiaren erasotze-

angeluaz (inzidentzia-angelua) mugatua dago:

5.1.d) Lente konbergenteak eta dibergenteak

Lente: Bi gainazal kurbo edota gainazal kurbo eta gainazal lauez mugatutako ingurune

gardena da.

Lente ganbilak (konbergenteak): Izpiak ardatz nagusirantz desbideratzen duten

lenteak dira. Izpiak elkartzen ditu.


17

Ardatznagusia

Plano fokalaobjektua

Plano fokalairudia

Distantziafokala (df)

Lente ahurrak (dibergenteak): Izpiak ardatz nagusitik aldentzen duten lenteak dira.

• Sistema optiko zentratuko irudiaren eraketa

Objektu baten irudia eratzeko, lente konbergente bat duen sistema optiko zentratua

erabili dezakegu (lenteen kurbadura-zentroak ardatz nagusi batean daude kokatuak).

Sistema optiko hura irudikatzeko lentea , ardatz nagusia, plano fokalak eta puntu

nodalak margotzearekin balio du.

- (1) Objektutik (M-N) ateratzen diren izpi guztietatik, ardatz nagusiarekiko paralelo

garraiatzen direnak, lentea zeharkatzean, foku-irudian (F’) moztuko dute ardatz nagusia.

- (2) Foku printzipaletik (F) pasatzen diren izpiak lentea zeharkatzean, ardatz

nagusiarekiko paralelo garraiatuko dira.

- (3) Puntu nodaletik (O), hau da, lentea eta ardatz nagusia bat egiten duten puntutik

pasatzen den izpia ez da desbideratuko (lerro zuzena).

3 izpi horiek sortzen duten intersekzioan IRUDIA (M’-N’) sortuko da:

• Distantzia fokala Izpi paraleloek lente konbergente bat zeharkatzean, lente horren zentroa eta izpi

paraleloak desbideratzean batzen diren puntuaren (fokoa) arteko distantzia.

5.1.e) Lenteen errefrakzio ahalmena (ahalmen dioptrikoa)


18

dfD =

1

Lente batek argi izpiengan sortutako desbideraketa handia bada, errefrakzio ahalmena

ere handitzen dela ondoriozta dezakegu. Izan ere, lente baten errefrakzio ahalmena

haren distantzia fokalaren alderantzizkoa da:

D: Errefrakzio ahalmena (dioptriak)

df: distantzia fokala (m)

Lente konbergentetan (+): Bi dioptria positibo (+2) dituen lente konbergente batek,

dioptria bat (+1) duen lentearekin alderatuz, izpi paraleloak bi aldiz gehiago

desbideratzeko ahalmena izango du.

Lente dibergentetan (-): Errefrakzio ahalmena ezin da behatu distantzia fokalaren

bidez zeren eta izpiak ez dira ardatz nagusian batzen. Lente konbergenteekin konparatuz

lortzen da lente dibergenteen errefrakzio ahalmena baina zeinu negatiboa jarriz.

5.2 BEGIAREN AZTERKETA DIOPTRIKOA

5.2.a) Begi inguruneen osagaiak

Kornea: Kanpo aldeko geruza esklerotikoa da. Ehun konektiboz osatua dago eta

begiaren forma mantentzeko funtzioa du. Begiaren errefrakzio-ahalmenaren arduradun

nagusia da (≈ 40 dioptria).

Aurrealdeko ganbara: Humore urtsuaz beteta dago (begiaren tonua mantentzen duen

likidoa). Barruko egiturak bultzatua, presioa handitzen bada, glaukoma sortu daiteke

(nerbio optikoaren zuntzen apurketa).

Irisa: Muskuluen bidez zabaldu eta itxi daitekeen egitura da. Argi intentsitatearen

arabera erregulatua dago modu autonomo batez.

Begi-ninia: Argia sartzeko ingurunea. Irisak mugatzen du zabalera.

Kristalinoa: Lente bikonbexoa. Haren kurbadura aldakorra da eta beraz, haren

konbergentzia eta errefrakzio ahalmena ere aldakorrak dira. Zonula (lotailuak) eta

gorputz ziliar muskuluengatik gertatzen da moldapen, egokitze edo fokatzea hura.

Errefrakzio ahalmena ≈ 20 dioptria dira, baina 34 dioptria arte heldu daiteke..

Atzealdeko ganbara: Humore beirakarraz osatutako lente konkabo bat da.

Erretina: Bi foto-hartzailez eratutako nerbio-mintz bat da. Konoak argitasuna ikusteko

erabiltzen dira eta koloreak bereizteko erabiliko ditugu. Makilak, aldiz, iluntasunean

ikusteko balio zaizkigu. Erretinan irudia eratzen da.


19

Irudia Objektua

Humoreberantiarra Kristalinoa KorneaHumore

urtsuaAirea

Esklerotika

Erretina

Fobea

Nerbio optikoa

Humore beirakarra

Koroidea

5.2.b) Begi laburtuaren eredua

Begia argazki kamara batekin konparatu dezakegu. Begian, lente-sistema bat, irekiera

sistema aldakorra (begi-ninia) eta pelikula (erretina) topatzen ditugu. Begiaren lente-

sisteman 4 errefrakzio-gune bereiz ditzakegu:

1) Airea –– kornearen gainazalaren aurrealdea

2) Kornearen gainazalaren atzealdea –– humore urtsua

3) Unore hurtsua –– kristalinoaren gainazalaren aurrealdea

4) Kristalinoaren gainazalaren atzealdea –– humore berantiarra

Errefrakzio-ahalmena duten gainazal guztiak modu aljebraikoan batzen baditugu eta

lente bakar bat bezala hartzen badugu, begiaren optika sinplifikatu dezakegu eta begi

laburtua bezala irudikatu dezakegu. Lente horretatik erretinara dagoen distantzia 17

mm dira, beraz, errefrakzio ahalmen totala ≈ 59 dioptria dira (D = 1/df → 1/0,017 =

58,8).

Errefrakzioaren arduradun nagusia kornea da airea eta kornea inguruneen arteko

errefrakzio indizearen aldaketa handiena topatzen dugulako (1 vs. 1,38). Zentzu

horretan, korneak ≈ 40 dioptria ditu eta kristalinoak ≈ 20 dioptria ditu.


20

> 6 m

F

< 6 m

Fdf

< 6 m

F

df

5.2.d) Kristalinoaren egokitzapen mekanismoa

• Kontzeptua

Kristalinoaren errefrakzio-ahalmena 20 dioptriatik 34 dioptrietara igo daiteke era

boluntarioan. Horrek 14 dioptriako “egokitzapen” bat suposatzen du eta, hori lortzeko,

kristalinoaren egitura aldatu egiten da. Izan ere, kristalinoa neurrizko lente ganbila

izatetik, lente oso ganbila izatera pasatzen da (lentea “borobiltzen” da). Mekanismo

horri “egokitzapena” deritzogu.

• Mekanismoa

Objektu bat 6 m baino distantzia handiagora badago (infinitutik 6 m arte) eta begia

atsedenean badago (kristalinoa lasaitua), irudia plano fokalean agertuko da eta plano

fokala erretinan kokatua egongo da. Beraz, irudia erretinan fokatua agertuko da:

Objektua 6 m baino hurbilago badago eta begia atsedenean badago, irudia plano

fokaletik haratago eratuko da, erretinaren atzetik, hain zuzen. Beraz, atsedenean dagoen

begiak ez ditu fokatuko 6 m baino distantzia txikiagora dauden objektuak:

Ezintasun hura konpontzeko, “egokitzapen” mekanismoa jartzen da martxan. Funtsa

honako hau da: kristalinoaren ahalmen dioptrikoa (konbergentzia) handituz gero

(kristalinoaren kurbadura handituz = “borobilduz”), fokua aurreratuko da eta distantzia

fokala txikituko da. Modu horretan, irudia ez da plano fokalean eratuko, baina bai

erretinan, eta hori da hain zuzen behar duguna.


21

kornea

zonulak

muskuluziliarrak

kristalinoaUrrunago↓LautuUZKURTU (tentsioa ↑)

LASAITUA

Hurbilago↑BorobilduLASAITU (tentsioa ↓)

UZKURTUA

FokatzeKonbergentziaKristalinoaLotailuakMuskulu Ziliarra

Urrunago↓LautuUZKURTU (tentsioa ↑)

LASAITUA

Hurbilago↑BorobilduLASAITU (tentsioa ↓)

UZKURTUA

FokatzeKonbergentziaKristalinoaLotailuakMuskulu Ziliarra

> 6 m < 6 m

F

dfF

Hauxe izango litzateke “egokitzapen” mekanismoaren eskema objektua begira

gerturatzen denean:

• Kristalinoaren mugimendua

Kristalinoa zuntz elastiko gardenez osatua dago eta lasaitua dagoenean (atsedenean),

berezko itxura esferikoa da. Baina kristalinoa begira finkatua dago zonulak deitzen

diren lotailu batzuen bidez. Lotailu horiek muskulu ziliarrari lotuak daude eta muskulu

hura lasaitua dagoenean (egoera normala) lotailuak beti tentsioan egongo dira. Tentsio

horrek kristalinoa erpinetatik tiratzen du eta ondorioz, itxura erdi lautua mantentzen du.

Muskulu ziliarreko zuntzak uzkurtzen direnean, esfinter bat bezala jokatzen dute, hau

da, diametroa txikitzen da eta ondorioz, lotailuen tentsioa jaisten da eta kristalinoa

“borobilduko” da

• Egokitze edo moldapen ahalmenaren anplitudea

Def: Moldapen mekanismoagatik sortzen den ahalmen dioptrikoaren aldaketa maximoa.

Puntu urruna: Moldapen mekanismorik gabe begiak gardentasunez ikus dezakeen

punturik hurbilena (≈ 6 m).

- Objektua hurbiltzen doan heinean, kristalinoak distantzia fokala txikituko du eta

irudia erretinan mantenduko da.

- Baina limite bat dago, gutxi gora behera, objektua 10-20 cm-ra hurbiltzen denean.

- Objektua gehiago hurbiltzen bada, irudia lausotu egingo da.

Puntu hurbila: Moldapen mekanismoari esker irudi garden bat eratu daitekeen punturik

hurbilena.

Beraz, puntu urrunaren distantzia normala bada (≈ 6 m), moldapen ahalmenaren

anplitudea (dioptrietan) puntu hurbilaren alderantzizkoa izango da:

Adibidez: Puntu hurbila 15 cm-ra badago, A = 1/ 0,15 = 6,67 dioptria


22

Moldatzeko ahalmena ume txikietan 14 dioptriakoa da, baina nagusitzean, egokitze

ahalmena ia desagertzen da. Alde batetik, kristalinoa luzeran eta zabaleran handitzen

delako eta bestaldetik, kristalinoaren elastikotasuna desagertzen delako (batez ere

proteinen desnaturalizazio progresiboagatik). Kristalinoa egokitu ezin denean gertatzen

den egoera presbizia deitzen da.

5.3 BEGIAREN AKATS DIOPTRIKOAK

Begi normala edo emetropea dugula esango dugu, muskulu ziliarra lasaitua

(atsedenean) egonda, objektutik datozen argi-izpi paraleloak erretinan gardentasunez

fokatzen direnean. Distantzia txikira dauden objektuak fokatzeko, aldiz, muskulu

ziliarra uzkurtuko da beharrezko egokitze maila emateko.

5.3.a) HIPERMETROPIA

Globo okularraren diametro motzagatik gerta ohi da. Baina arrazoia ere izan daiteke

potentzia txikiko lente sistema edukitzea. Hipermetropian, muskulu ziliarra atsedenean

dagoenean, urrun dauden objektuak erretinaren atzean fokatuko dira, izan ere, lenteek ez

dute lortzen izpi paraleloak behar beste desbideratzea. Beraz, begi hipermetropean,

moldapen mekanismoa begi normalean baino arinago jartzen da martxan eta ondorioz,

muskulu ziliarrak lehenago helduko dira haien uzkurtze maximora. Hau da,

hipermetropeek puntu hurbila begitik urrunago edukiko dute eta ez dituzte gertuko

objektuak fokatuko.

Hipermetropia konpontzeko, begiaren aurretik lente ganbila (konbergente) jartzen da.

Hau da, argi-izpiak gehiago desbideratuko duen lentea jarriko dugu.


23

5.3.b) MIOPIA

Globo okularraren diametro handiagatik gerta ohi da. Baina arrazoia ere izan daiteke

potentzia handiko lente sistema edukitzea. Miopian, muskulu ziliarra atsedenean

dagoenean, urrun dauden objektuak erretinaren aurrean fokatuko dira, izan ere, lenteek

gehiegi desbideratzen dute izpi paraleloak. Begian, ez da existitzen mekanismorik

atsedenean dagoen kristalinoaren potentzia (konbergentzia) txikitu dezakeenik, Beraz,

miopeek ez dute mekanismorik objektu urrunak erretinan fokatzeko. Hala ere, objektua

hurbiltzen bada, momentu batetik aurrera, objektu hori erretinan fokatuko da eta hortik

aurrera kristalinoaren moldapen mekanismoa erabili ahal izango da fokatzeko. Hau da,

miopeek puntu urruna begitik hurbilago edukiko dute.

Miopia konpontzeko, begiaren aurretik lente ahurra (dibergente) jartzen da. Hau da,

argi-izpien gehiegizko desbiderapena neutralizatuko duen lentea jarriko dugu.

5.3.d) ASTIGMATISMOA

Akatsa kornean kokatzen da. Izan ere, kornearen kurbadura aldakorra da (ez da

homogeneoa) eta horren ondorioz, izpiak desberdin desbideratuko dira eta leku

desberdinetan fokatuko dira. Beraz, ezin izango da garden fokatu objektua haren

distantzia begiarekiko edozein izanda. Konpontzeko, plano bakoitza modu

independentean fokatuko duen lente bat sortu beharko litzateke.


24

5.4 IRUDIAREN ERAKETA

Erretinan fokatzen diren irudiak objektuarekiko alderantzikatuak eta buruz bera

agertzen dira. Hala ere, adimenak objektuaren posizio normala hautematen du zeren eta

garuna gai da alderantzikatutako irudia normaltzat hartzeko.

Argiak erretinako geruza guztiak zeharkatzen ditu eta zelula foto-hartzaileak (konoak

eta makilak) kitzikatuko ditu. Seinale elektrikoa kontrako norabidean emango da: zelula

foto-hartzaileetatik zelula bipolarretara eta horietatik zelula ganglionarretara. Azken

horien axoiek nerbio optikora bideratuko dute seinale elektrikoa eta informazioa

garunean bukatuko du.

• Begi zolitasuna (visual acuity)

Def: Bi puntu bereiziak ikusi ahal izateko banandu behar dituen itxurazko distantziarik

txikiena.

Objektu bat gardentasunez ikusteko fobean fokatu behar da. Fobea erretinako zati bat da

non bakarrik konoak dauden eta gainera erretinako beste tokietan baino dentsitate

handiagoan. Fobean bi puntu desberdintzeko gai izateko, kontuan hartu behar dugu,

puntu horien arteko distantzia eta puntuak eta puntu nodalaren arteko distantzia. Hau da,

bi puntuak desberdindu ahal izango dira, aipatutako bi lerro horiek (11. orriko

marrazkiko x eta y) sortzen duten angelua balio batetik pasatzen denean:


25

x

y

tan α = x / y

• Zein da arrazoia?

Konoak zelula banakatuak dira, hau da, ez dute “mintza” edo “pelikula” bat osatzen. Bi

puntu bereizi ahal izateko, puntu bakoitza kono batean ikusi beharko da. Kono baten

diametroa 1,5 mikra da, beraz, bi puntuek erretinan sortzen duten irudiaren distantzia

1,5 mikra baino handiagokoa izan beharko benetan bi kono desberdinetan antzemateko.

Fisiologia – 2015 OCW/EHU E. Agirregoitia eta N.Agirregoitia · Fisiologia – 2015 OCW/EHU E....

Documents

Transcript of Fisiologia – 2015 OCW/EHU E. Agirregoitia eta N.Agirregoitia · Fisiologia – 2015 OCW/EHU E....