Fizjologia-układ nerwowy PDF

Preview

Summary

Download Fizjologia-układ nerwowy PDF

Description

1. Pobudliwość komórek, rodzaje bodźców, Próg pobudliwości POBUDLIWOŚĆ– zdolność tkanki pobudliwej do reagowania stanem czynnym na bodźce

POBUDZENIE – stan czynny, specyficzny dla danej tkanki pobudliwej; zmiana stanu spoczynkowego na stan aktywny (stan czynny)

POBUDZENIE BEZPOŚREDNIE -Bodziec oddziałuje bezpośrednio na mięsień POŚREDNIE -Bodziec oddziałuje na mięsień poprzez nerw ruchowy UDZIAŁ OUN! BODZIEC (podnieta) - dostatecznie silna i szybka zmiana środowiska zewnętrznego lub wewnętrznego wywołująca pobudzenie; czynnik wywołujący stan pobudzenia

Bodźce można podzielić ze względu na: TYP BODŹCA: mechaniczne termiczne chemiczne elektryczne optyczne

SWOISTOŚĆ b. swoiste (fizjologiczne, adekwatne) – najłatwiej pobudzające receptor, wywołuje specyficzną reakcję b. nieswoiste (nieadekwatne) – nie są charakterystyczne dla danego receptora, jednak przy dostatecznie dużym natężeniu mogą wywołać specyficzną reakcję, (np. mechaniczny ucisk gałek ocznych powoduje pobudzenie fotoreceptorów) a następnie ból impuls nerwowy jest naturalnym bodźcem w ustroju! Bodźce podprogowe – bodźce zbyt słabe do wywołania pobudzenia Bodziec progowy – najmniejszy bodziec wywołujący reakcję wielkość bodźce skuteczne Bodźce nadprogowe – bodźce o sile większej niż progowy; bodźce nadpodprogowe bodźce supramaksymalne reakcji im silniejszy bodziec tym silniejsza reakcja bodźce Bodziec maksymalny – najmniejszy bodziec wywołujący maksymalną podprogowe reakcję; każdy bodziec większy nie powodujebozwdziięekcszania wielkości reakcji maksymalny Bodziec supramaksymalny lub ponadmaksymalny – zwiększenie bodźca bez większego efektu; po przekroczeniu określonej siły bodziec siła bodźca bodziec supramaksymalny jest bodźcem uszkadzającym mięsień

Jednostki miary pobudliwości tkanki:

Próg pobudliwości – najmniejsza siła bodźca wywołująca reakcję Czas użyteczny – najkrótszy czas działania bodźca potrzebny do wywołania reakcji; krótsze jego stosowanie nie wywołuje reakcji Jakie warunki musi spełnić bodziec, by wywołać reakcję: Odpowiednia sila, odpowiednio dlugi czas dzialania, odpowiednio krotki czas narastania

2. Rodzaje i funkcje komórek w układzie nerwowym Komórki nerwowe – neurony w organizmie człowieka – około 30 mld w większości skupione w ośrodkowym układzie nerwowym . 1. Odbieranie sygnałów (lub informacji). 2. Przetwarzanie przychodzących sygnałów (i określanie, czy informacje powinny być przekazywane dalej). 3. Przekazywanie sygnałów do komórek docelowych (innych neuronów lub mięśni czy gruczołów). Te funkcje neuronalne znajdują odzwierciedlenie w anatomii neuronu Neurony są dość mocno zróżnicowane pomiędzy sobą - morfologicznie i funkcjonalnie Ciało neuronu – 4 – 150 µm zasadnicze miejsce metabolizmu Akson – najdłuższe mogą sięgać 1,2 m ( występują w jądrach ruchowych pnia mózgu i rdzenia kręgowego – w nerwach czaszkowych do mięśni szkieletowych)

Z ciała komórki nerwowej może odchodzić różna liczba wypustek, w związku z czym można je podzielić na: jedno- dwu- i wielobiegunowe. Komórki jednobiegunowe (neurocyti pseudounipolares) posiadają tylko • jedną wypustkę i jest nią akson. Komórki te zaliczane są do najrzadziej występujących. Komórki dwubiegunowe (neurocyti bipolares) posiadają dwie wypustki. W • przypadku komórek dwubiegunowych wypustkami mogą być dwa aksony, bądź jeden akson i jeden dendryt. Komórki rzekomojednobiegunowe( (neurocyti pseudounipolares), które są • szczególnym przypadkiem komórek dwubiegunowych. Nazw ę sw ą zawdzięczają odchodzącej od ciała jednej wypustce, która rozdziela się na dwie części. Jedną z nich stanowi akson, spełniający rolę części centralnej, drugą natomiast jest część obwodowa, która przewodzi impulsy w kierunku ciała komórki, dlatego mogłaby być nazywana dendrytem, jednakże posiada osłonkę mielinową, a przewodzenie impulsu zachodzi w sposób skokowy, co upodabnia ją do aksonu. Komórki wielobiegunowe (neurocyti multipolares), które występują • najliczniej. W ich budowie występuję jeden akson i wiele dendrytów. Według klasyfikacji Golgi można je podzielić na dwa typy: typ I to komórki z długim aksonem przewodzące impulsy na znaczne odległości; typ II to komórki z krótkim aksonem, najczęściej łączącym się z innym neuronem.

Na podstawie roli jaką pełnią, neurony układu nerwowego człowieka można podzielić na trzy klasy: neurony czuciowe, neurony ruchowe i interneurony.

Neurony czuciowe odbierają informacje na temat tego, co dzieje się wewnątrz i na zewnątrz ciała i kierują je do CNS, w celu ich przetworzenia. Na przykład, jeśli podniósłbyś gorący kawałek węgla, neurony czuciowe na końcówkach twoich palców przekazałyby informację do twojego CNS, że przedmiot jest gorący. Neurony ruchowe otrzymują informacje od innych neuronów i przekazują polecenia do mięśni, narządów i gruczołów. Na przykład, jeśli podnosisz gorący kawałek węgla, neurony ruchowe unerwiające mięśnie palców spowodują, że Twoja ręka go wypuści. Interneurony, które występują tylko w CNS, łączą jeden neuron z drugim. Otrzymują informacje od innych neuronów (neuronów czuciowych lub interneuronów) i przekazują je do innych neuronów (neuronów ruchowych lub interneuronów).

Potencjał spoczynkowy, czynnościowy- co to jest, od czego zależy Potencjał spoczynkowy – jest to różnica potencjałów na błonie komórkowej w stanie spoczynku komórki. Wynosi od -60 do -90 [mV].Klasycznym przykładem takiego aktywnego mechanizmu transpotu jest pompa sodowo-potasowa.

potencjału spoczynkowego związana jest bezpośrednio z istnieniem różnicy stężeń niektórych jonów pomiędzy wnętrzem i otoczeniem komórki.

Potencjał czynnościowy – jest to chwilowa zmiana potencjału na błonie komórkowej. Potencjał czynnościowy trwa ok. 1 [ms] w przypadku komórki nerwowej Gdy pojawia się potencjał czynnościowy znikają bariery dla Na+. Wnika on do wnętrza komórki zgodnie z gradientem stężeń. Dla potencjału czynnościowego wnętrze staje się bardziej dodatnie w wyniku wnikania jonów sodu. Faza, w której jony wnikają do środka to faza depolaryzacji. Kolejnym etapem jest otwarcie kanałów potasowych. Te zmiany zachodzą wzdłuż aksonu – czyli pobudzenie – potencjał się przesuwa.

FAZY: 1. Depolaryzacja (narastanie potencjału) 2. Repolaryzacja 3. Polaryzacja Aby mógł się wytworzyć potencjał czynnościowy, pobudzenie musi przekroczyć potencjał progowy Up. Potencjał czynnościowy powstaje w komórce pobudliwej, gdy potencjał jej błony przekroczy pewną graniczną wartość nazywaną progiem pobudzenia. Warto zauważyć, że wielkość bodźca pobudzającego ma znaczenie jedynie dla powstania pojedynczego potencjału czynnościowego - nie ma ona natomiast wpływu na jego przebieg.

4. Kanały bramkowane ligandem lub napięciem (potencjałem błonowym) Kanały przechodzą w sposób przypadkowy ze stanu otwartego w zamknięty poprzez zmianę konformacji, jednak w zależności od warunków panujących w komórce lub na zewnątrz komórki (tzw. bramkowanie), zmienia się prawdopodobieństwo ich otwarcia. Możemy wyróżnić następujące typy bramkowania kanałów: kanał bramkowany napięciem – prawdopodobieństwo otwarcia jest • regulowane przez potencjał błonowy; kanał bramkowany ligandem – prawdopodobieństwo otwarcia jest • kontrolowane przez związanie określonej cząsteczki (ligandem zewnątrz- lub wewnątrzkomórkowym) z białkiem kanału; kanał bramkowany stresem – prawdopodobieństwo otwarcia jest regulowane • przez siłę mechaniczną przyłożoną do kanału (np. u komórek rzęsatych).

Mechanizm pobudzenia komórki nerwowej Jednostki miary pobudliwości tkanki: siłowe • Próg pobudliwości - najmniejsza siła bodźca wywołująca reakcję • Reobaza - próg pobudliwości dla prądu elektrycznego Czasowe • Czas użyteczny - najkrótszy czas działania bodźca potrzebny do wywołania reakcji • Chronaksja - czas użyteczny dla bodźca o sile podwójnej reobazy Jakie warunki musi spełnić bodziec, by wywołać reakcję: - ODPOWIEDNIA SIŁA - ODPOWIEDNIO DŁUGI CZAS DZIAŁANIA - ODPOWIEDNIO KRÓTKI CZAS NARASTANIA prawo Du Bois-Raymonda: nie sam przepływ prądu elektrycznego, ale odpowiednio szybka jego zmiana jest bodźcem dla tkanki • powoli rosnący sygnał musi być wyższy niż sygnał szybko rosnący, jeśli ma powodować pobudzenie • bodziec o wolno rosnącym natężeniu powoduje akomodację i przy zbyt wolnym wzroście nigdy nie osiągnie wartości progowej

Prawo „wszystko albo nic” BODZIEC PROGOWY JEST BODŹCEM MAKSYMALNYM DLA TKANKI Komórka mięśniowa odpowiada na bodziec zgodnie z prawem „wszystko albo nic”, to znaczy pod wpływem każdego bodźca o intensywności progowej lub większej od progowej reaguje maksymalnie, nie odpowiada zaś na bodźce podprogowe Zgodnie z prawem „wszystko albo nic” reaguje: • pojedyncze włókno nerwowe (neuron) • pojedyncze włókno mięśniowe (miocyt) • jednostka motoryczna • mięsień sercowy (w całości) Prawo „ wszystko albo nic” nie stosuje się do mięśni szkieletowych.

Sumowanie czasowe, przestrzenne postsynaptycznych potencjałów stopniowanych- na czym polega i gdzie zachodzi Sumowanie czasowe – to zjawisko kumulowania się efektów działania kilku bodźców powtarzanych w krótkich odstępach czasowych. Sumowanie czasowe umożliwia wywołanie potencjału czynnościowego w sytuacji, gdy pojedynczy bodziec wywołuje reakcję do tego za słabą. Taka seria słabych, ale odpowiednio szybko po sobie następujących pobudzeń powodują w końcu przekroczenie wartości progowej i wyzwolenie potencjału czynnościowego w neuronie postsynaptycznym. Sumowanie przestrzenne – to zjawisko, które polega na sumowaniu oddziaływań na neuron kilku synaps umieszczonych w różnych miejscach. Sumowanie przestrzenne umożliwia przekroczenie progu potencjału czynnościowego w sytuacji, gdy pojedynczy bodziec jest za słaby, żeby tego dokonać.

•

•

Łączenie potencjałów postsynaptycznych, które pojawiają się w różnych miejscach - ale w tym samym czasie nazywany sumowaniem przestrzennym. Integracja potencjałów postsynaptycznych, które pojawiają się w tym samym miejscu, ale w nieco różnym czasie, nazywamy sumowaniem czasowym.

Sumowanie przestrzenne

Podprogowe potencjały postsynaptyczne, wywołane w wielu synapsach na neuronie, ulegają

zsumowaniu (które następuje wtedy, gdy EPSP powstają w tym samym czasie), dzięki czemu moŜliwe jest osiągnięcie depolaryzacji wystarczająco duŜej do generowania potencjału iglicowego.

Sumowanie czasowe, które zachodzi w jednej synapsie Potencjał postsynaptyczny trwa zwykle od kilku do kilkudziesięciu milisekund, dlatego kolejne impulsy, dochodzące w krótkich odstępach czasu do zakończenia presynaptycznego(wysoka częstotliwość impulsacji w aksonie), wywołują kolejną depolaryzację, zanim dojdzie do całkowitej repolaryzacji błony postsynaptycznej

7. Budowa, rodzaje i funkcje synapsy. Neurotransmittery pobudzające i hamujące, ich receptory

•

Neurony komunikują się między sobą dzięki połączeniom nazywanym synapsami. W synapsie jeden neuron wysyła wiadomość do docelowego neuronu, czyli innej komórki. Większość synaps jest chemiczna. Te synapsy komunikują się dzięki • neuroprzekaźnikom. Inne synapsy są elektryczne, to w nich jony przepływają bezpośrednio między komórkami. Potencjał czynnościowy uruchamia neuron presynaptyczny w synapsie • chemicznej do wydzielenia neurotransmiterów. Te cząsteczki łączą się z receptorami komórki postsynaptycznej i sprawiają, że jest ona bardziej lub mniej podatna na wzbudzenie potencjału czynnościowego. Synapsa – miejsce komunikacji błony kończącej akson z błoną komórkową drugiej komórki - nerwowej lub komórki efektora (narządu wykonawczego), np. mięśni lub gruczołu. W budowie synapsy można wyróżnić dwie części, które zasadniczo różnią się funkcjami. Pierwszą z nich jest część presynaptyczna. Tworzy ją neuron presynaptyczny, pełniący funkcję donora sygnału. Drugą składową jest część postsynaptyczna. W przypadku synapsy typu neuron-neuron, tworzy ją neuron postsynaptyczny, a jej zadaniem jest odbiór sygnału informacyjnego. Pod względem sposobu przewodzenia impulsu synapsy można podzielić na dwa rodzaje, a mianowicie na synapsę chemiczną, występującą zdecydowanie częściej oraz synapsę elektryczną. Przedstawicielami neuroprzekaźników są m.in.: kwas glutaminowy, GABA, acetylocholina, noradrenalina, dopamina i serotonina. Mediatory pobudzające – neuroprzekaźniki, które powodują przekazanie impulsu nerwowego na następne komórki drogą depolaryzacji. Należą do nich: acetylocholina (Ach); • • • • • •

aminokwasy – glutaminiany, asparaginiany; aminy – noradrenalina, adrenalina, dopamina, histamina; peptydy – substancja P, somatostatyna.

Mediatory hamujące – neuroprzekaźniki, które hamują przekazanie impulsu nerwowego na następne komórki drogą hiperpolaryzacji błony postsynaptycznej. Należą tu: aminokwasy – GABA, glicyna, alanina; aminy; peptydy – enkefaliny i niektóre prostaglandyny. Modulatory synaptyczne – związki chemiczne nieco większe od neuroprzekaźników. Zalicza się do nich biologicznie aktywne peptydy. Nie działają bezpośrednio na receptory, modyfikują je zwiększając lub zmniejszając ich stopień pobudzenia przez neuroprzekaźniki.

8. Odruch- rodzaje odruchów w zależności od rodzaju receptorów, poziomu integracji, złożoności, rodzaju efektora. Charakterystyka odruchów warunkowych i bezwarunkowych Odruch – odpowiedź efektora wywołana przez bodziec działający na receptor i wyzwolona za pośrednictwem układu nerwowego 1.

Receptor +

2.

Aferentne włókna nerwowe +

3.

Ośrodek nerwowy +

4.

Eferentne włókna nerwowe +

5.

Efektor +

Receptory to zarówno wyspecjalizowane komórki, odrębne struktury receptorowe o budowie białkowej, jak i zakończenia obwodowe neuronów czuciowych.

Interoreceptory: Proprioreceptory Wisceroreceptory Nocyceptory Eksteroreceptory: Telereceptory Kontaktoceptory

Odruchy monosynaptyczne: Odruch, w którym łuk odruchowy zawiera jedną synapsę pomiędzy drogą dośrodkową, a odśrodkową. Przykładem takiego odruchu jest odruch na rozciąganie oraz odruch kolanowy.

Odruchy polisynaptyczne: Odruch, w którym impuls przewodzony jest przez neurony pośredniczące. Łuk odruchowy zawiera więcej niŜ jedną synapsę pomiędzy drogą dośrodkową, a odśrodkową. Przykładem takiego odruchu jest odruch zginania

Odwrócony odruch na rozciąganie: Gdy rozciągnięcie mięśnia jest zbyt silne, występuje pobudzenie receptorów ścięgnowych Golgiego, skurcz nagle ustaje i mięsień ulega rozkurczowi. Podział wyróżnia dwa podstawowe rodzaje odruchów: • •

bezwarunkowe; warunkowe.

Odruchy bezwarunkowe należą do wrodzonych, uwarunkowanych genetycznie i nie ulegają zmianie w ciągu życia. Automatyczna reakcja organizmu zachodzi bez udziału ludzkiej woli. Odruchy bezwarunkowe w znacznej mierze są odruchami obronnymi, ponieważ cechuje je szybka odpowiedź. Do popularnych przykładów odruchów bezwarunkowych zalicza się np. kichanie, kaszel, cofanie ręki przy kontakcie z gorącą powierzchnią, odruch wymiotny, ukazany wyżej odruch kolanowy czy zwężanie się źrenicy po wejściu do bardzo jasnego pomieszczenia. Odruchy warunkowe można wyćwiczyć w ciągu życia, oczywiście na bazie odruchów bezwarunkowych. Wymagają treningu, ponieważ mogą ulegać zanikom. W ich powstawaniu uczestniczy kora mózgu, z kolei odpowiedź na bodziec jest wolniejszą reakcją niż w przypadku poprzedniego rodzaju odruchu.

Przewodnictwo powietrzne i kostne w uchu; pręciki i czopki na siatkówce przewodnictwo powietrzne to takie z jakim spotykamy się na co dzień czyli dźwięk dociera do nas roznosząc się w powietrzu takie badanie jest odzwierciedleniem funkcjonowania całego układu słuchowego – począwszy od małżowiny aż do mózgu rodzaje niedosłuchu mogą być różne - problem może leżeć w każdym z elementów drogi słuchowej dlatego potrzebujemy przeprowadzić dodatkowe badanie

Pręciki - odpowiedzialne za widzenie nocne (skotopowe; przy poziomie oświetlenia poniżej 0,01 lx); - jest ich około 120 mln na siatkówce oka, mają długość około 60 µm i szerokość 2 µm. - znajdują się na obrzeżach siatkówki (widzenie peryferyjne); - nie rozróżniają barw; Czopki - odpowiedzialne za widzenie dzienne (fotopowe; przy poziomie oświetlenia powyżej 30lx); - liczba czopków na siatkówce jednego oka to około 6 mln. ich szerokość wynosi 4 µm, a długość 40 µm. - znajdują się głównie wewnątrz dołka środkowego (plamki żółtej), gdzie ich zagęszczenie wynosi około 200 000/mm2, poza dołkiem jest ich mniej; W warunkach fizjologicznych u człowieka podstawową drogą fali akustycznej do receptora jest droga powietrzna, natomiast przewodzenie dźwięku na drodze kostnej w warunkach normalnych okazuje się zjawiskiem w zasadzie niepożądanym i tłumionym. Przewodnictwo kostne będące komponentem słyszenia fizjologicznego określa się jako pośrednie i stanowi bodziec akustyczny słabszy od przewodnictwa powietrznego o 50–60 dB. Znajomość tego zjawiska pozwala na zastosowanie w niektórych przypadkach aparatów słuchowych na przewodnictwo kostne. Ze zjawiskiem przewodzenia dźwięków na drodze kostnej wiąże się zjawisko odczuwania wibracji na drodze czucia głębokiego. Najbardziej wrażliwe na wibracje są okolice twarzy i dłonie. Obok wrażeń kinestetycznych wibracje mają znaczenie poznawcze i kompensacyjne u osób głuchych, zwłaszcza przy „odbiorze” rytmu i muzyki. W

Płytka motoryczna, jednostka motoryczna JEDNOSTKA MOTORYCZNA (płytka motoryczna) motoneuron wraz ze swymi wypustkami oraz włóknami mięśniowymi unerwianymi przez te wypustki MOTONEURON komórka nerwowa mająca początek w rogach brzusznych rdzenia, unerwiająca włókna mięśniowe

MAŁA JEDNOSTKA MOTORYCZNA Mięśnie odpowiedzialne za precyzyjne ruchy np. gałka oczna, palce • małe motoneurony • wysoka pobudliwość motoneuronów • szybkie przewodzenie we włóknach nerwowych • mała liczba komórek mięśniowych • głównie komórki mięśniowe czerwone DUŻA JEDNOSTKA MOTORYCZNA Mięśnie wykonujące ruchy • duże motoneurony • niska pobudliwość motoneuronów • bardzo szybkie przewodzenie we włóknach nerwowych • dużą liczbą komórek mięśniowych • głównie komórki mięśniowe białe

Mechanizm molekularny skurczu mięśnia poprzecznie prążkowanego (rola magnezu, wapnia) 1. Wydzielenie neurotransmitera (acetylocholiny) 2. Propagacja potencjału czynnościowego 3. Zmiana konformacji receptora DHP 4. Otwarcie kanału wapniowego (receptor rianodynowy) 5. Wypłynięcie jonów wapniowych z siateczki sarkoplazmatycznej 6. Ca2+ łączy się z jednostką C troponiny 7. Miozyna łączy się z aktyną

Budowa sarkomeru, białka kurczliwe i regulatorowe Sarkomer – funkcjonalna jednostka włókna mięśniowego; długość ok. 2-3 µm Różnice we współczynnikach załamania światła różnych części włókna mięśniowego odpowiadają za charakterystyczne poprzeczne prążkowanie. Przyjmuje się, że sarkomer leży pomiędzy prążkami (liniami) Z, które regularnie powtarzają się w mięśniu W obrębie sarkomeru można wyróżnić: odcinki anizotropowe (prążek A, ciemniejszy) odcinki izotropowe (prążek I, jaśniejszy) Sarkomer jest w istocie złożonym kompleksem kilkunastu białek, które tworzą dwa podstawowe filamenty: filamenty grube (miozyna i tytyna kotwiczące filament w prążku Z) filamenty cienkie (aktyna, troponina i tropomiozyna) Wzajemne oddziaływania między oboma typami filamentów, pod wpływem jonów wapnia powodują skurcz sarkomerów i co za tym idzie również skurcz całych mięśni Prążek I = włókna wyłącznie aktynowe (izotropowe; jasne) Podzielony ciemną linią Z Prążek A = włókna aktynowe i miozynowe (anizotropowe; ciemne) Prążek H = włókna wyłącznie miozynowe (lekkie przejaśnienie)

Filamenty kurczliwe ➢MIOZYNA (miofilament gruby) składa się z 2 nitkowatych podjednostek – meromiozyny lekkiej i meromiozyny ciężkiej, która tworzy końcówki (główki) stanowiące mostki miozynowo – aktynowe oraz wykazuje aktywność ATPazy, ale jedynie w obecności aktyny i jonów wapnia ➢AKTYNA (miofilament cienki) posiada kuliste cząsteczki, które tworzą strukturę nitkowatą poprzez powiązanie ich za pomocą tropomiozyny; tropomiozyna zasłania miejsca potencjalnych połączeń z mostkami znajdujące się na aktynie ➢ TROPONINA – białko umieszczone w pewnych odstępach na nici trop...