Čulo

Čula kod ljudi i životinja predstavljaju prijemnike opažanja ili percepcije informacija iz sopstvenog tijela i svoje okoline. Pojednostavljeno, jedno čulo predstavlja sposobnost jednog organizma da opazi vanjske i unutrašnje podražeje ili stimulaciju. Još prema Aristotelovoj definiciji postavljenoj 3. vijeku p. n. e. postoji pet čula: dodir, miris, okus, sluh i vid. 
 Značaj čula 
Sredina u kojoj organizmi žive neprekidno se mijenja. Smjenjuju se dan i noć, godišnja doba, vidokrug, mirisi i okusi, dodiruju se oštri i zaobljeni predmete, osjeća bol, hladnoća i toplotu. Unatoč tome, čovjek, npr. uvijek zna šta se dešava u njegovom tijelu i sredini koja ga okružuje te kako se treba ponašati u svakoj prilici. Takve sposobnosti su zasnovane su na njegovom sistemu obavještavanja (informiranja) i održavanja cjelovitosti (integriteta) organizma, tj. homeostaze. Ovaj sistem prikuplja podatke o čovjekovoj okolini i o vlastitom tijelu, a odgovarajućim reakcijama održava cjelovitost organizma tako što primljena obavještenja obrađuje i sprovodi do organa koji izvršava željene radnje. Taj sistem se , dakle, sastoji od prijemnika (receptora) obavještenja, provodnika i prerađivača tih obavještenja (nervni sistem) te od izvršitelja - efektora (ćelije, tkiva, organi, sistemi organa), koji na primljenu obavijest u vidu podsticaja (impulsa) neposredno reagiraju obavljajući određenu radnju.Međedović S., Maslić E., Hadžiselimović R. (2000): Biologija 2. Svjetlost, Sarajevo, .

Draž, nadražaj, nadražljivost
Proces prijema (recepcije) obavještenja odvija se na osnovu sposobnosti živih organizama, uključujući i čovjeka, da na određene uticaje reagiraju odgovarajućom radljivošću. Uticaje koji donose obavještenja i izazivaju reakcije organizma nazivamo dražima. Draži su sva djelovanja spoljne (životne) i unutrašnje (organizam) sredine koja u organizmu izazivaju promjene. Promjene u organizmu izazvane dražima nazivaju se nadražaj ili podražaj. Kada pod uticajem draži nastane nadražaj, tada organizam može reagirati određenom radljivošću. Ova sposobnost reagiranja organizma naziva se nadražljivost.

Draži su sva ona fizička i hemijska djelovanja   spoljnje  ili  unutrašnje  sredine koja u živom sistemu izazivaju posebnu protnjenu - nadražaj  (podrazaj). Prema tome, na osnovu toga da li dolaze  iz životne sredine ili se javljaju u međudjelovanjima dijelova organizma, draži mogu biti 
spoljne i 
unutrašnje.
Njihova  aktivnost  počiva na dodavanju  ili oduzimanju izvjesnih količina energije, u obimu koji tnože poremetiti postojeću  energetsku stabilnost ili ravnotežu i dovesti  ćeliju receptora u stanje nadraženosti. Pritom draži ne doprema vlastitu energiju, nego  pobuđuju i pokreću energetski sistem nadražljivih struktura. Da bi neki činitelj ili uticaj uopće mogao imati svojstvo  draži, mora dostići određenu minimalnu veličinu koja  je u stanju izazvati nadražaj, a koja se označava  kao pragovna ili pražna vrijednost (prag nadražaja). To je minimalna količina neke energije koja je u stanju da proizvede nadražaj, tj dovede njenog receptora u pobuđeno stanje, koje rezultira pokretanjem biostruja.

Pojedinačne i združene promjene uvjeta spoljne  i unutrašnje   sredine organizma djeluju  preko ćelijskih membrana, koje su u neposrednom kontaktu sa specifičnom energijom  adekvatnih draži. Već je poznato da se putem aktivnog transporta iona, u stanju mirovanja uspostavlja specifičnost njihovog rasporeda sa unutrašnje i spoljne površine metnbrane.  Pritom  unutrasnjošt ima negativni, a spoljašnost - pozitivni električni naboj.

Potencijal mirovanja je razlika  između  elektropotencijala  spoljne   i unutrašnje površine ćelijske opne,  koja se javlja kao posljedica njene selektivne propustljivosti, tj. održavanja stalnosti razlike u elektropotencijalu.

Veličina  potencijala mirovanja uveliko varira, kako među individuama tako i među ćelijama istog organizma  i  obično  se  kreće  od  30-90  milivolti (mV). Kod kičmenjaka ovaj potencijal zavisi od   tzv.  natrij-kalij pumpe, koja funkcionira na  bazi aktivnog transpota natrijevih iona iz ćelije i zadržavanja iona kalija, unatoč razlikana u koncentraciji unutarćelijske i vanćelijske sredine. Membrana ostaje polarizirana sve dotle dok postoji razlika u potencijalu njene unutrašnjosti i spoljašnosti. Međutim, kada pod uticajem spoljne energije dođe do promjena u propustljivosti membrane, raspored iona se mijenja, tj. javlja se njena depolarizacija. Ta pojava u ćeliji pokrece enzimske i druge lanćane reakcije koje izazivaju promjene opisane  zajedničkitn  nazivom  - nadražaj. Polarizacija iona i membranski potencijal javljaju se u svim zivim ćelijama, ali su posebno izraženi i značajni u funkcioniranju  receptorskog i nervnog sistema.
Bez obzira na stupanj složenosti organizma, funkcija svih receptora obuhvata: 
(1) apsorbiranje specificne energije, 
(2) njenu transfonnaciju, 
(3) stvaranje receptorskog elekttopotencijala i 
(4) pokretanje akcionog potencijala ptipadajuće nervne ćelije.

Apsorpcija energije ima svoj puni fiziološki značaj samo iznad pragovne vrjednosti njenog intenziteta, tj. pri jačinama draži koje su u stanju izazvati nadraženost receptora.
Transformacija ptimljene  draži podrazumijeva   proces   preoblikovanja  ili pretvaranja  podsticaja ulazne  energije  u osobene energetske protmene nadraženog receptora, pri čemu energija draži samo podstiče pokrenuti proces, ali se sama u njega ne uključuje.                                             
Receptorski potencijal je, ustvari, neposredna i specifična posljedica transformacije energije draži, čiji je intenzitet u direktnoj srazmjeri sa veličinotn podsticaja.
Akcioni potencijal nervne  ćelije  koja prihvata bioelektrični impuls iz pobuđenog receptora jednak je razlici elektropotencijala nadraženog  i nenadraženog  mjesta na pripadajućem nervnom vlaknu. Kod viših životinja, intenzitet draži procjenjuje se u nervnim centrima, a na  osnovu broja impulsa koji u jedinici vremena pristižu  iz podraženog receptora. Ako izrazito visok intenzitet draži potraje duže, učestalost
impulsa postepeno se smanjuje, tj. receptor reagira kao pri smanjenom intenzitetu draži. Ta  pojava označava   se  kao adaptacija receptora (čula). Zato nam,  npr.,  nakon  dužeg boravka  u prostorijamaa sa intenzivnim prijatnim   ili   neprijatnim mirisima,  postepeno slabi početni osjećaj zatečenog stanja, iako je intenzitet draži ostao nepromijenjen.

Kodiranje u neuronima zajednička  je oznaka  za  načine i oblike  predstavljanja  i transfon11acije   prispjelih    informacija   u okviru nervnog sistetna (franc. code = šifra, sistem dogovorenih  znakova tajne poruke). Naime,  pored ostalih funkcija, nervni sistem ima sposobnost obrade i prerade ili preoblikovanja impulsa koji stižu iz receptora ili iz jednog njegovog dijela u drugi. Prema tome, ovo kodiranje obuhvata oba oblika prenošenja nervnih podsticaja: 
bioelektričnim strujama - duž nervnih vlakana i 
hemijski - preko neurotransmitera  u sinapsnim vezama.

Priroda kodiranja informacija  u neuronima ima malo sličnosti sa principitna maternatičko-numeričkog i genetičkog kodiranja i znatno je šireg smisla. U svom  toku   kroz  uzastopne  čvorove  veza  među nervnim ćelijama u svakom od njih, nervni impulsi mogu se raščlaniti i kombinirati na novi način, tj. u svakoj fazi prenošenja, oni se preoblikuju (transformiraju)  i ponovo kodiraju (rekodiraju). Sistem kodiranja u neuronu i realizacija koda obuhvataju: 
(1) ulazni signal ili informaciju, 
(2) transformaciju podražaja (informacije) ili proces kodiranja, 
(3) transmisiju ili prenošenje šifriranog signala i 
(4) interpretaciju ili tumnačenje (izdvedbu) prispjelog signala u efektoru.

Ovakav proces kodiranja uspostavlja se na više nivoa, kao što su pojedini neuroni, mali receptorno-efektorni krugovi  (refleksni lukovi) i veći i složeniji dijelovi nervnog sistetna.

Recepcija draži kod protozoa i odgovarajuće reakcije organizma odvijaju se unutar njihove protoplazme. Reakcije se uglavnmn ispoljavaju u vidu promjena kretanja ili lučenja zaštitnih supstanci, a brzina širenja i intenzitet nadražaja opadaju od podraženog mjesta u pravcu njegovog rasprostiranja, kao kod rizopoda - "korjenonožaca" (ameba), npr. Kod složenije organiziranih oblika (trepljaša npr.), koordinaciju pokreta treplji vrše specijalne citoplazmatske tvorevine neuroneme ("nervne niti"). Neki bičari, pak imaju "očne mrlje" - prijemnike svjetlosnih draži. Uz to treba naglasiti da čak ni ponašanje jednoćelijskih životinja ne zavisi isključivo od djelovanja pojedinacnih draži jer i one imaju sposobnost usaglašenog reagiranja  na istovremeno djelovanje različitih uticaja, tj. ne reagiraju kao prosti fizički automati.

Nadražljivost višećelijskih životinja, izuzev sunđera, počiva na funkciji posebnih ćelija, tkiva i organa, koji su specijalizirani za prijem i prenošenje nadražaja. Primanje draži obavljaju čulne ćelije, a za provođenje stvorenih impulsa služi nervni sistem. U složenijim oblicima organizacije, nervni sistem ne funkcionira samo kao jednostavni prijenosnik izvornog podražaja (informacije), nego i kao njegov modifikator, integrator, reprogramer i tmnač. U njemu se, i bez vanjskih uticaja, mogu javiti i posebni nadražaji i izazvati automatske aktivnosti. U nervnom sistemu viših životinja i čovjeka ostaju i tragovi (zapisi ili engrami) prethodnih podražaja, tj. pamćenja, koji uz trenutne draži utiču na ponašanje organizama, uključujući i osobene psihičke pojave.

Čulo, čulne ćelije i čulni organi
Čulo ili osjet je sposobnost organizma da pod uticajem draži dođe u odgovarajuće stanje nadraženosti. Ovu sposobnost nemaju sve ćelije, odnosno organi čovjekovog tijela. Zapravo samo neke ćelije mogu primiti draži i nazivaju se čulne ili osjetilne ćelije. I neki vrlo tanki nervni ogranci mogu primati draži pa se zato nazivaju osjetilni nervi. Preko takvih nerava, bogato razgranatih u koži, osjećamo bol. Neke čulne ćelije i osjetilni nervi raspoređeni su pojedinačno, posebno kod manje složenih organizama, ali su, npr. kod čovjeka, povezane u čulna tjelašca i složene čulne organe. Neki od tih organa imaju pomoćne dijelove pa se nazivaju čulni aparati (npr., oko, uho). Čulne ćelije i organi su povezani preko nervnih vlakana sa čulnim centrom u mozgu. Taj čulni centar, nakon obrade nadražaja, putem impulsa podstiče reagiranje na draž koju je primila čulna ćelija ili čulni organ tako što aktivira efektor.

Ako se u bilo kojem dijelu prekine ovaj put (draž → čulna ćelija → nadražaj → osjećajni nerv → centar u mozgu → impuls → pokretački ili motorni nerv → efektor) gubi se sposobnost čula, npr. čula sluha. Čula imaju još jednu važnu sposobnost. Naime, svi znaju da se, npr. uhom ne može vidjeti. To znači da čula, po pravilu, primaju samo određenu draž, čulom sluha čujemo, čulom vida vidimo.

Čula se dijele prema vrsti draži koju mogu primati: svjetlosna čula (primaju svjetlost), mehanička čula (primaju mehaničke draži), hemijska čula (primaju hemijske draži), toplotna čula (primaju toplotu i hladnoću) i dr. Postoje podjele čula i prema drugim kriterijima (mjerilima).

Sposobnost prijema energeskih draži kod  višećelijskih životinja imaju culne (osjetilne) ćelije, koje mgti  biti: 
primarne, 
sekundarne i, 
čulno-nervne. 
(1) Primarne čulne ćelije na zavrsetku imaju nervni nastavak za provodenje nadražaja.    
(2) Sekundarne  čulne  ćelije su bez takvog nastavka, a nastale podražaje prenose  putem nervnih  ogranaka, koji ih neposredno  opkoljavaju.

Ćelijsko tijelo primarnih i sekundarnih čulnih ćelija obično se nalazi u površinskotn epitelu, izloženom djelovanju  draži. Primatne  čulne ćelije mogu  biti i ispod epitela, kad su sa površinom vezane preko svog receptornog nastavka. 
(3) Čulno-nervne ćelije su sa površinom prijema draži povezane preko dugih  receptornih nervnih vlakana, čiji se krajevi označavaju kao "slobodni nervni završeci".  Njihovo ćelijsko tijelo može biti veoma  udaljeno od prijenme površine, kao kod  kičmenjaka - kod kojih se nalazi u spinalnim ganglijama, uz kičmenu noždinu.

Čulne ćelije i slobodni nervni završeci raspoređeni su pojedinačno, kao kod dupljara, glista i nekih drugih beskičmenjaka i nekih kičmenjaka ili su povezane u složene čulne organe. U najjednostavnijim oblicima, to su manje  skupine čulnih ćelija - čulne kvržice ili čulni epitel. Kod viših životinja, funkcionalnost osjetilnih ćelija poboljšavaju razlicite pomoćne strukture pa čulni organi postaju slozene tvorevine - čulni aparati (oko, uho i sl.).
Specifičnost čula
Specifičnost, odnosno specijalizacija za prijem određenih draži je osnovna osobenost, koja počiva na isključivoj osjetljivosti odredenih čulnih ćelija samo na odgovarajuće ili adekvatne draži.  Ako su izložene  djelovanju  drugih  - neadekvatnih draži - one neće reagirati ili će doći u stanje nadrazženosti  koje  izaziva  adekvatna  draž. Tako,  snažan  mehanički pritisak  na  očnu jabučicu  izaziva utisak intenzivne svjetlosti (bljeska, iskrenja)  ili,  pak, mraka. Prema tome, čulne ćelije  sposobne su samo za jedan vid nadražaja, koji se moze razlikovati po jačini, tj. svaka  čulna  ćelija  ima svoju specifičnu  energiju  koja  u  njoj  podstiče pojavu nadražaja.

Glavni receptori i adekvatne draži 
 Energetski tip čula Adekvatna dražMehanoreceptoriDodir i pritisak 
Pokreti zglobova i promjene položaja tijela (kinezijski receptori)
 lstezanje mišića
 Zvučne vibracije (audioreceptori)
 Promjene ubrzanja i ravnotežeTermoreceptori 
Zagrijavanje (receptori za toplinu) 
Hlađenje (receptori za hladnoću)Hemoreceptori 
Okus hemijskih tvari (u hrani i piću)
 Miris hemijskih tvari (u zraku) Elektromagnetni receptori (elektroreceptori)Svjetlosno zraćenje (fotoreceptori)

Reference

 Također pogledajte 
 Dodir
 Miris
 Okus
 Sluh
 Vid
 Čulo ravnoteže

Kategorija:Čula
Kategorija:Senzorni sistem