Wyklad 1- Czynnosci ukladu nerwowego.doc

Czynności układu nerwowego

Neuron to wyspecjalizowana komórka, której zadaniem jest przenoszenie impulsów elektrycznych (potencjał czynnościowy) z jednej części ciała do drugiej.

              W układzie nerwowym człowieka znajduje się ok. 1 biliona neuronów.

Czynnościowa organizacja neuronu:

·         Strefa wejścia (dendryty) – miejsce odbioru sygnałów z innych komórek nerwowych

·         Strefa integracji ( ciało komórkowe) – integracja licznych sygnałów odbieranych z innych neuronów

·         Strefa inicjacji (wzgórek aksonu) – miejsce powstawania potencjałów czynnościowych (największa pobudliwość)

·         Strefa przewodząca (akson) – przewodzenie impulsów nerwowych (potencjał czynnościowy)

·         Strefa wyjścia (zakończenie aksonu) – przekazanie sygnału na inne neurony

Dendryty:

·         Stanowią element „wejścia” komórki nerwowej, przewodzą sygnały do ciała komórki

·         Występują z reguły w większej liczbie, są krótsze od aksonu

·         Nie posiadają osłonki mielinowej

Aksony:

·         Główne miejsce przewodzenia impulsów w neuronie

·         Występuje pojedynczo, często o znacznej długości (nawet do 1 m.)

·         Może posiadać osłonkę mielinową (a. rdzenny) lub być jej pozbawiony (a. bezrdzenny); osłonka mielinowa nie ma charakteru ciągłego. W określonych odstępach jest przerwana, tworząc tzw. cieśni węzłów (przewężenie Ranviera)

Pobudliwość : podstawowa cecha tkanki nerwowej – zdolność komórki, bądź jej elementów do reagowania pobudzeniem lub hamowaniem na bodziec.

Bodziec: zjawisko lub zmiana zjawiska w środowisku wewnętrznym lub zewnętrznym, powodujące pobudzenie lub hamowanie komórki.

Próg pobudliwości: najsłabsza siła bodźca zdolna do wywołania w danych warunkach określonej reakcji, bodziec który wywołuje tą reakcje nazywamy bodźcem progowym (im wyższy próg pobudliwości tym niższa pobudliwość)

Bodziec:

·         Chemiczny

·         Fizyczny

              -mechaniczny

              -elektryczny

              -termiczny

Bodziec:

·         Nocyceptywny (uszkadzający)

·         Nadprogowy

·         Progowy (najsłabszy bodziec wywołujący potencjał czynnościowy)

·         Podprogowy (wywołuje tylko odpowiedz miejscową, brak potencjału czynnościowego)

Spoczynkowa polaryzacja błony komórkowej neuronu:

Depolaryzacja: zmniejszenie elektroujemności lub odwrócenie potencjału spoczynkowego komórki (zazwyczaj wiąże się z pobudzeniem neuronu) np. z -70mV  do -50mV

Hiperpolaryzacja: zwiększenie elektroujemności wnętrza komórki (zazwyczaj wiąże się z hamowaniem neuronu) np. z -70mV do -80mV

Potencjał spoczynkowy: różnica napięcia między obu stronami błony plazmatycznej niepobudzonej komórki pobudliwej. Potencjały spoczynkowe mają wartości ujemne.

Potencjał czynnościowy: znaczna, krótkotrwała depolaryzacja przewodzona przez włókno nerwowe.

Depolaryzacja: otwarcie  kanałów bramkowanych napięciem – napływ jonów sodu do komórki, kanały szybko się zamykają.

Repolaryzacja: otwarcie kanałów potasu – jon potasu płyną na zewnątrz komórki, aż do – 70mV

Prawo „wszystko albo nic”: bodźce o sile podprogowej nie wywołują potencjału czynnościowego, natomiast te które mają siłę progową, bądź wyższą wyzwalają w danym neuronie zawsze taki sam potencjał czynnościowy o maksymalnej możliwej w danych warunkach amplitudzie. Potencjał czynnościowy albo jest, albo w ogóle go nie ma.

Zmiany pobudliwości neuronu w trakcie potencjału czynnościowego:

Refrakcja bezwzględna: w czasie szybkiej depolaryzacji i w zakresie 1/3 szybkiej refrakcji komórka jest niepobudliwa.

Refrakcja względna: w okresie pozostałych 2/3 szybkiej repolaryzacji, pobudliwość się pojawia, ale jest niższa niż w komórkach będących w spoczynku.

Przewodzenie impulsów wzdłuż aksonu:

Podział i charakterystyka włókien nerwowych:

Ze względu na szybkość przewodzenia, która zależy od średnicy włókna i obecności lub jej braku osłonki mielinowej (im większa średnica, tym większa prędkość; a. rdzenny > a. bezrdzenny) wyróżniamy 3 grupy włókien nerwowych:

·         A mielinowe: średnica 2- 30 µm, szybkość przewodzenia 12-120 m/s

·         B mielinowe: średnica 3 µm, szybkość przewodzenia 3- 15 m/s

·         C bez mielinowe: średnica 0,3 – 1,3 µm, szybkość przewodzenia 0,5 – 2,5 m/s

Synapsa:

Synapsa to miejsce w którym, akson lub inna część komórki nerwowej ( komórka presynaptyczna) tworzy zakończenia na innym neuronie (komórka postsynaptyczna)

Typy synaps:

Akso- dendrytowa                                          Akso – somatyczna                                          Akso - aksonalna

Typy synaps:

·         Elektryczne

·         Chemiczne

Przekazywanie impulsu przez synapsy elektryczne

·         Sygnał przekazywany bardzo szybko (brak opóźnienia synaptycznego)

·         Sygnał może być przesyłany w dwóch kierunkach

·         Rzadko występują w układzie nerwowym człowieka (siatkówka oka)

·         Brak możliwości modulowania transmisji synaptycznej

·         Bardzo mała odległość między błoną presynaptyczną a b. postsynaptyczną

Mechanizm przekazywania sygnału przez synapsy chemiczne:

·         Depolaryzacja elementu presynaptycznego

·         Napływ Ca 2+ do wnętrza elementu presynaptycznego przez kanały wapniowe bramkowane napięciem

·         Wzrost stężenia Ca 2+ powoduje poprzez szereg procesów enzymatycznych egzocytoze neurotransmiterów do szczeliny synaptycznej

·         Dyfuzja mediatora

·         Łączenie się mediatora z receptorami zlokalizowanymi w błonie postsynaptycznej

SPRZĘŻENIE ELEKTRO – WYDZIELNICZE

Synapsa chemiczna:

Odpowiedz na błonie postsynaptycznej – synapsa pobudzająca:

Postsynaptyczny potencjał pobudzające (EPSP) : miejscowa depolaryzacja –otwarcie kanałów sodowych w błonie postsynaptycznej (napływ jonów Na+)

Odpowiedz na błonie postsynaptycznej- synapsa hamująca:

Postsynaptyczny potencjał hamujący (IPSP): miejscowa hiperpolaryzacja – otwarcie kanałów chlorkowych ( napływ jonów Cl-)

Mediatory:

·         Pobudzające

              -acetocholina

              -noradrenalina

              -substancja P

·         Hamujące

              -kwas gamma – aminomasłowy (GABA)

Inaktywacja neurotransmiterów:

1.Wychwyt do kolbki synaptycznej w celu ponownego użycia, bądź do otaczających synapsę komórek glejowych gdzie jest inaktywowany

2.Rozkład enzymatyczny w szczelinie synaptycznej

3.Dyfuzja na zewnątrz szczeliny synaptycznej

Właściwości synaps chemicznych:

·         Opóźnienie synaptyczne 0,5 do 5ms

·         Przewodnictwo jednokierunkowe – pobudzenie szerzy się tylko w 1 kierunku, od elementu presynaptycznego do elementu postsynaptycznego (mediator jest tylko w elementach presynaptycznych, a receptor w postsynaptycznych)

·         Zmęczenie synapsy – w zależności od synaps jest określona ilość mediatora, gdy synapsa jest często pobudzana zapasy mediatora mogą zostać chwilowo wyczerpane.

·         Pamięć synaptyczna – przez synapsę przejdzie  określona liczba impulsów w określonym czasie, to kolejne impulsy przewodzone są łatwiej

Podstawowe rodzaje sieci neuronalnych:

Dywergencja – jest to połączenie jednego neuronu (ich kolbek) presynaptycznego z kilkoma neuronami postsynaptycznymi

Konwergencja – jest to połączenie kilku neuronów (ich kolbek) presynaptycznych z tylko jednym neuronem postsynaptycznym

Pojedynczy EPSP zazwyczaj jest zbyt słaby by wywołać potencjał czynnościowy w neuronie postsynaptycznym. Do tego niezbędne jest wygenerowanie większej ilości EPSP w krótkich odstępach czasu co pozwoli na zajście zjawiska sumacji potencjału czynnościowego.

Na pojedynczym neuronie może znajdować się nawet 10 tys. synaps (zarówno pobudzających jak i hamujących). To czy ten neuron wygeneruje potencjał czynnościowy zależy od wypadkowej wszystkich EPSP oraz IPSP.

Napięcie płucne

Ciśnienie powietrza wielkości jednej atmosfery działa z jednej strony od zewnątrz na klatkę piersiową, z drugiej od wewnątrz przez światło dróg oddechowych na powierzchnię wewnętrzną płuc. Oprócz tego istnieją inne siły działające na klatkę piersiową i płuca. W toku kształtowania się klatki piersiowej i płuc wytwarza się sprężyste napięcie płuc - działające do wewnątrz oraz sprężyste napięcie ścian klatki piersiowej - działające na zewnątrz. Przeciwstawne działanie obu sił sprężystych wywołuje ujemne ciśnienie w jamie opłucnej (między ścianą klatki piersiowej i płucem), mniejsze od atmosferycznego. To zjawisko tłumaczy fakt, że płuco w fazie wdechu jest pociągane przez ścianę klatki piersiowej, mimo że nie jest z nią niczym połączone. Sprężyste napięcie płuc (pociąganie płucne) ma działanie ssące na wewnętrzną powierzchnię ściany klatki piersiowej. Przekonać się o nim można, gdy przedziurawieniu ulegnie ściana klatki piersiowej i nastąpi wprowadzenie powietrza do jamy opłucnej. Wówczas płuco kurczy się, zapada i przylega do miejsca wnikania do płuca oskrzela głównego i naczyń krwionośnych, wsysając powietrze przez powstały otwór. Jama opłucnej wypełnia się powietrzem - powstaje odma opłucnej. Płuco zapadnięte nie bierze udziału w oddychaniu.