Nerwowa regulacja krążenia i oddychania. PDF

Preview

Summary

Wykładowca: prof. UG, dr hab. Edyta Jurkowlaniec Kopeć; dr Grażyna Jerzemowska; dr Ziemowit Ciepielewski; dr Irena Majkutewicz; KarolinaPlucińska; dr Wojciech Glac; dr Paweł Matulewicz; dr Dorota Myślińska (Katedra Fizjologii Zwierząt i Człowieka). Punkty ECTS: 2. Spis treści: Unerwienie układu krąż...

Description

Neurofizjologia Ćwiczenie 14. Nerwowa regulacja krążenia i oddychania. 1. Unerwienie układu krążenia (naczyń i serca). Tętnice, tętniczki i duże żyły posiadają dwa rodzaje unerwienia: • sympatyczne naczyniozwężające – gdzie przekaźnikiem jest noradrenalina (NA), a pobudzenie tych nerwów powoduje wzrost ciśnienia krwi (nerwy te są pobudzane tonicznie). Składowa naczyniowej regulacji ciśnienia krwi polega na zwiększaniu lub zmniejszaniu pobudzenia nerwów współczulnych naczyniozwężających: o nerwy naczyniozwężające nazywa się wazokonstriktorami; • parasympatyczne naczyniorozszerzające – gdzie przekaźnikiem jest acetylocholina (ACh), które występuje wyłącznie lokalnie a pobudzane jest w określonych sytuacjach i miejscach (mózgowie, naczynia wieńcowe i naczynia miednicy mniejszej). W pozostałych naczyniach to zmniejszone ciśnienie krwi samoistnie rozciąga ściany naczyń: o nerwy naczyniorozszerzające nazywa się wazodilatatorami. Nerwy naczyniozwężające (wazokonstriktory) – są to tonicznie aktywne (także w spoczynku) pozazwojowe włókna współczulne, które unerwiają wszystkie naczynia krwionośne (tętnicze i żyły – nawet duże), za wyjątkiem kapilar [najmniejsze z naczyń krwionośnych, nie mogą być bardziej zwężone]: • słabo unerwione są naczynia narządów o dużym zużyciu tlenu (mózg i serce) i metabolizmie, ze względu na fakt, że potrzebują wydajnego oczyszczania z CO2 oraz składników odżywczych; • przewaga napięcia neurogennego występuje w ścianach naczyń pozostałych narządów (skóra, śledziona); • najobficiej unerwione są tętniczki i zwieracze przedwłośniczkowe (to one głównie regulują przepływ). W wyniku czynności wazokonstriktorów dochodzi do dwukierunkowej, jednotorowej regulacji światła naczyń krwionośnych. Przy wyższej aktywności nerwów naczynia są bardziej zwężone, natomiast gdy aktywność neuronalna maleje, wówczas ciśnienie krwi odpowiednio rozszerza naczynia. W ten sposób zmienna aktywność nerwów naczyniozwężających może powodować zarówno zwężenie jak i rozszerzenie naczyń krwionośnych. Za lokalne unerwienie naczyniorozszerzające odpowiedzialne są wazodilatatory, które są pozbawione aktywności spoczynkowej i działają tylko okresowo: • współczulnie (wydzielające na zakończeniach nerwowych ACh, DA, histaminę) – unerwiają naczynia tętnicze mięśni szkieletowych, które rozszerzają się w czasie reakcji agresji, obrony, ucieczki; • przywspółczulnie (wydzielające na zakończeniach głównie VIP (ang. vasoactive intestinal peptide), a nie ACh) i występują w naczyniach: o ślinianek; o opon mózgowych; o wieńcowych; o przewodu pokarmowego; o miednicy mniejszej i narządów płciowych. • somatyczne (wazodilatatory Baylissa) – skórne nerwy czuciowe przewodzące antydromowo po podrażnieniu skóry. Ogólnie można stwierdzić, że regulacja krążenia krwi człowieka ma dwie składowe: sercową – wyrzut krwi = wzrost ciśnienia naczyniową – zwężenie naczyń = wzrost ciśnienia 2. Ośrodkowa regulacja krążenia. W regulacji krążenia krwi biorą udział następujące ośrodki: • ośrodek sercowy w rdzeniu przedłużonym (jądro grzbietowe i jądro dwuznaczne nerwu X błędnego) zmniejszający pracę serca; • drugorzędowy ośrodek sercowy w części piersiowej rdzenia kręgowego zwiększający pracę serca; • ośrodek naczynioruchowy w rdzeniu przedłużonym: część presyjna i depresyjna. A także biorą udział następujące odruchy: • odruchy z baroreceptorów – obniżają ciśnienie krwi przy jego nadmiernym wzroście;

odruchy neurohormonalne – wydzielające adrenalinę, NA, ADH podczas działania silnych emocji lub dużej utraty krwi; • układ renina : angiotensyna – angiotensyna II jest kilkukrotnie silniejsza od NA i działa przy spadku ciśnienia w tętnicach nerkowych, powoduje wyrównawczy wzrost ciśnienia i objętości krwi (angiotensyna, noradrenalina, serotonina i spadek temperatury powodują skurcz naczyń). Receptory włączone w odruchową regulację ciśnienia krwi (położone w okolicy łuku aorty i zatoki szyjnej): • baroreceptory – reagują na wzrost ciśnienia krwi: o efekt odruchowy → zmniejszenie pracy serca poprzez nerw błędny, rozszerzenie naczyń krwionośnych poprzez zmniejszenie pobudzenia współczulnych nerwów naczyniozwężających; • kłębki szyjne i aortalne (chemoreceptory) – reagują na wzrost ciśnienia parcjalnego CO2 i zmniejszenie ciśnienia parcjalnego O2 we krwi: o efekt odruchowy → zwiększenie pracy serca, lokalne rozszerzenie naczyń mózgowych i wieńcowych. •

UNERWIENIE SERCA Unerwienie współczulne: lewy pień współczulny – komory; prawy pień współczulny – przedsionki i węzeł zatokowo-przedsionkowy. Unerwienie przywspółczulne: węzły zatokowo-przedsionkowe, przedsionkowo-komorowe oraz mięśniówka robocza przedsionków. NEUROGENNE NAPIĘCIE NACZYŃ KRWIONOŚNYCH Unerwienie przez zwojowe włókna przywspółczulne zwężające naczynia dotyczy wszystkich naczyń za wyjątkiem mikrokrążenia i naczyń łożyska: • obficie unerwione są zespolenia tętniczo-żylne w skórze; • najlepiej unerwione są tętniczki, słabiej tętnice i żyłki. Żyły są słabo unerwione. Neurogenne rozszerzenie naczyń krwionośnych odbywa się głównie przez zahamowanie tętniczej aktywności współczulnej. Rzadko naczynia rozszerzane są w sposób czynny przez współczulne lub przywspółczulne włókna rozszerzające i nie jest to wpływ toniczny. UNERWIENIE NACZYŃ KRWIONOŚNYCH Współczulne włókna naczyniorozszerzające nieadrenergiczne uwalniają ACh, histaminę i dopaminę. Przywspółczulne włókna naczyniorozszerzające uwalniają: • ACh (naczynia opon mózgowych i mózgu); • wazoaktywny polipeptyd jelitowy, VIP (naczynia ślinianek); • ATP za pośrednictwem tlenku azotu (NO) (naczynia narządów płciowych zewnętrznych). 3. Regulacja nerwowa – splot sercowy AUN. Ośrodki zwiększające pracę serca (współczulne) znajdują się w rogach bocznych rdzenia kręgowego w segmentach rdzeniowych C8 – Th2 (tzw. drugorzędowy ośrodek sercowy) i pobudzają serce przy: emocjach i wysiłku fizycznym, obniżeniu ciśnienia tętniczego sygnalizowanego przez baroreceptory, a także obniżeniu pO2 i pH, wzroście pCO2 sygnalizowanego przez chemoreceptory. Ośrodki zmniejszające pracę serca (przywspółczulne) stanowią: - jądro dwuznaczne nerwu błędnego w rdzeniu przedłużonym (zwolnienie rytmu – bradykardia); - jądro grzbietowe nerwu błędnego (zmniejszenie kurczliwości i szybkości przewodzenia w sercu). Nerw błędny tonicznie zmniejsza pracę serca działając poprzez ujemny wpływ: • chronotropowy – zwolnienie rytmu skurczów; • inotropowy – zmniejszenie objętości wyrzutowej (siły skurczu); • batmotropowy – zmniejszenie pobudliwości mięśnia sercowego; • dromotropowy – zwolnienie szybkości przewodzenia w układzie bodźcotwórczo-przewodzącym. Wagotomia (przecięcie nerwu błędnego) przyspiesza akcję serca (tachykardia).

4. Odruch baroreceptywny.

Elementy baroreceptywnego ruchu odruchowego: • baroreceptory zatoki tętnicy szyjnej i łuku aorty; • droga aferentna: nerw IX (n. zatokowy) i nerw X (n. aortalny); • ośrodki: o jądro pasma samotnego (ośrodki sercowy i naczyniowy); o jądro dwuznaczne (neurony przedzwojowych nerwów sercowego nerwu błędnego); o rdzeń kręgowy (ośrodki naczynioruchowe współczulne); • droga eferentna: nerwy układu autonomicznego dosercowe i naczyniowe; • efektory: mięsień sercowy, mięśniówka gładka naczyń. EFEKTY serce: hamowanie aktywności współczulnej, pobudzenie nerwu X; naczynia: hamowanie aktywności współczulnej (naczynia rozszerzają się) SKUTEK serce: obniżony HR, obniżona kurczliwość naczynia: rozszerzenie WNIOSEK: spadek ciśnienia krwi i pobudzenia baroreceptorów. 5. Odruch z chemoreceptorów. Chemoreceptory pobudzane są przy hipoksji (wzroście pO2), hiperkapni (wzroście pCO2) lub kwasicy metabolicznej – wywołują reakcję obronną przed niedotlenieniem poprzez odruchowe, silne

pobudzenie włókien współczulnych dosercowych i naczyniowych, rozszerzenie naczyń mózgowych i wieńcowych (głównie przez lokalny mechanizm metaboliczny) oraz zwiększenie pojemności minutowej serca. 6. Ośrodkowa i obwodowa regulacja oddychania. A. kontrola automatyczna (kompleks oddechowy pnia mózgu): kompleks oddechowy pnia mózgu tworzą neurony oddechowe rdzenia przedłużonego (wdechowe i wydechowe) oraz ośrodek pneumotaksyczny w moście. Neurony wdechowe są również pobudzane tonicznie z ośrodka apneustycznego w dolnej części mostu: ośrodek oddechowy w rdzeniu przedłużonym [część opuszkowa]: • neurony wdechowe – przednia część rdzenia – pobudzają motoneurony mięśni wdechowych w rdzeniu kręgowym C3-C6 (przepona) i Th1-Th12 (mięśnie międzyżebrowe); • neurony wydechowe – tylna część rdzenia – hamują motoneurony mięśni wdechowych; ośrodek pneumotaksyczny – most (pień mózgu) [część mostowa]: • hamowanie ośrodka wdechu; ośrodek apneustyczny – dolna część mostu: • pobudzanie ośrodka wdechu. B. chemoreceptory: ośrodkowe (w rdzeniu przedłużonym) oraz obwodowe (kłębek szyjny i łuku aorty): • pobudzanie ośrodka wdechu (zwiększenie pCO2, zmniejszenie pH i pO2). C. receptory płucne: gdzie rozciąganie jednych hamuje wdech – odruch inflacyjny (wagotomia powoduje przedłużony wdech), zapadanie się płuc pobudza inne i powoduje hiperwentylację – odruch deflacyjny. D. regulacja dowolna: wpływ kory mózgowej, układu limbicznego i podwzgórza.

UNERWIENIE PRZYWSPÓŁCZULNE DRÓG ODECHOWYCH Cholinergiczne pozazwojowe zakończenia nerwu błędnego wywierają toniczny wpływ kurczący mięśnie gładkie dróg oddechowych. Zakończenia nerwu błędnego w oskrzelach uwalniają acetylocholinę, która silnie kurczy mięśnie gładkie i zwęża oskrzela za pośrednictwem receptora muskarynowego (M3). Pobudzenie włókien cholinergicznych nerwu błędnego powoduje również wydzielanie śluzu i rozszerzenie naczyń krwionośnych oskrzeli. UNERWIENIE WSPÓŁCZULNE DRÓG ODDECHOWYCH Unerwienie współczulne obejmuje tylko naczynia krwionośne górnych i dolnych dróg oddechowych. Wydzielana z zakończeń noradrenalina kurczy mięśnie gładkie naczyń za pośrednictwem receptorów α1. Miocyty oskrzeli posiadają receptory β2 w swojej błonie komórkowej a noradrenalina i adrenalina docierają do nich z krwią na drodze humoralnej o rozszerzają oskrzela rozkurczając mięśnie gładkie. CZĘŚĆ PRZYWSPÓŁCZULNA UKŁADU AUTONOMICZNEGO Receptory muskarynowe (M) – znajdują się w ośrodkowym układzie nerwowym i w cholinergicznych przywspółczulnych zakończeniach nerwowych (pozazwojowych) unerwiających narządy docelowe. Substancją działającą pobudzająco na receptor muskarynowy jest muskaryna (trucizna muchomora) a jego blokerem receptorów jest atropina. UKŁAD AUTONOMICZNY: WSPÓŁCZULNY I PRZYWSPÓŁCZULNY Receptory nikotynowe (N) – oprócz zwojów autonomicznych znajdują się również w synapsach nerwowomięśniowych (blokowane przez d-tubokurarynę), w ośrodkowym układzie nerwowym, w rdzeniu nadnerczy (zwoje układu współczulnego). Substancją działającą pobudzająco na receptor nikotynowy jest nikotyna jednak jej duże prowadzą do zahamowania receptorów nikotynowych. UKŁAD WSPÓŁCZULNY

UKŁAD PRZYWSPÓŁCZULNY

toniczne współczulne unerwienie mięśni gładkich dróg oddechowych u człowieka jest bardzo słabo zaznaczone. Znajdują się tu jednak receptory dla NA krążącej we krwi a produkowanej w nadnerczach

toniczne przywspółczulne unerwienie mięśni gładkich jest bardzo dobrze rozwinięte. Nerw błędny uczestniczy w regulacji oporów dróg oddechowych

strukturami mającymi znaczną przewagę unerwienia współczulnego nad przywspółczulnych są naczynia krwionośne

przywspółczulne unerwienie naczyń jest bardzo słabo rozwinięte. Przywspółczulne unerwienie mają naczynia gruczołów ślinowych i potowych, ciała jamiste i naczynia oponowe mózgu

Tabela 1. Porównanie między rodzajami unerwienia układu krążenia i oddychania....