Przewodzenie w układzie nerwowym
Cecha charakterystyczna neuronów jest zdolność do odbierania i przekazywania informacji w postaci krótkich sygnałów elektrycznych, określanych mianem impulsów nerwowych.
Pobudzenie neuronu, wskutek zadziałania np. bodźca elektrycznego, chemicznego czy mechanicznego zapoczątkowuje przewodzenie impulsu nerwowego wzdłuż wypustek( dendrytu i aksonu). Impuls jest sygnałem elektrycznym, ale jego przewodzenie ma inny charakter niż przewodzenie prądu elektrycznego. Impuls jest rezultatem chwilowej zmiany stanu naładowania błony komórkowej neuronu.
W stanie spoczynku cytoplazma jest neuronu jest ujemnie naładowana w stosunku do zewnętrznej błony . Różnica między ładunkiem wewnątrz komórki inna jej powierzchni to potencjał spoczynkowy i wynosi około – 70mV. Różnica ładunków zwana inaczej jest polaryzacją błony. Wynika ona z różnicy ilości jonów Na+ i K+ wewnątrz i na zewnątrz komórki. Dzięki działaniu w błonie tzw. pompy sodowo- potasowej jony sodu są stale aktywnie usuwane z komórki, jonu potasy aktywnie wprowadzane do wnętrza komórki. Kluczowe znaczenie dla powstania potencjału spoczynkowego ma zróżnicowana przepuszczalność dla obu jonów – jony sodu nie mogą swobodnie powracać do komórki droga dyfuzji, jony potasu mogą ta drogą się swobodnie wydostawać. Dlatego liczba ładunków dodatnich staje się większa na zewnątrz komórki.
Jeśli do wrażliwego zakończenia dendrytu dotrze bodziec elektryczny, chemiczny czy mechaniczny to spowoduje to krótkotrwałe zwiększenie przepuszczalności fragmentu błony dla jonów sodu Na+ , które wnikając do środka komórki spowodują lokalny zanik polarności błony czyli depolaryzację (+40mv) , która stanowi impuls nerwowy. Zmiana w przepuszczalności, zapoczątkowana w małym fragmencie błony, sprawia, ze sąsiedni fragment błony staje się również przepuszczalny dla jonów sodu. W ten sposób potencjał czynnościowy przesuwa się wzdłuż całego neuronu. Po przejściu fali błona neuronu powraca do stanu pierwotnego, odzyskując normalny potencjał spoczynkowy.
Poszczególne neurony nie są ze sobą bezpośrednio połączone. Obszar obejmujący banieczkowate zakończenie aksonu i leżący tuż obok niego fragment błony dendrytu lub ciała komórki sąsiadującego neuronu nosi nazwę synapsy. Przestrzeń między zakończeniami aksonu i błoną neuronu rozdziela przestrzeń zwana szczelina synaptyczną. Impuls nerwowy zawsze biegnie w kierunku od zakończeń aksonu przez synapsę do dendrytu( lub ciała komórki) sąsiadującego neuronu. Potencjał czynnościowy nie może się przedostać przez szczelinę synaptyczną. W synapsie zamiast przewodnictwa elektrycznego występuje przewodnictwo chemiczne. Docierający impuls nerwowy do zakończeń aksonu, powoduje, że z wytwarzanych w zakończeniu specjalnych pecherzykach do szczeliny synaptycznej wydzielają się substancje zwane neuroprzekaźnikami ( acetylocholina, noradrenalina, serotonina, histamina, dopamina ) Dyfundują one przez szczelinę i docierają do błony neuronu. W błonie inicjują potencjał czynnościowy, który przesuwa się dalej. W ten sposób impuls nerwowy przesuwa się w kolejnych neuronach. W aksonach otoczonych osłonkami szybkość przewodzenia impulsów dochodzi do 120m/s
Układ nerwowy dzieli się na
· centralny układ nerwowy( ośrodkowy ) anatomicznie buduje :
- mózgowie na które składa się z mózg, móżdżek, most i rdzeń przedłużony : Do celów klinicznych mózgowie dzieli się na : mózg, pień mózgu, po czym pod pojęciem mózg rozumie się półkule mózgowe i część wzrokową podwzgórza, a przez pień – pozostałą część mózgowia . Inny podział obejmuje : kresomózgowie, międzymózgowie, śródmózgowie, most, rdzeń przedłużony i móżdżek
- rdzeń kręgowy
· obwodowy układ nerwowy ( nerwy mózgowe12 par i nerwy rdzeniowe 31 par):
W układzie nerwowym czynnościowo wyróżnia się : somatyczny układ nerwowy- kontrolujący zależne od woli reakcje organizmu na zmiany w środowisku zewnętrznym
Mózg – Leży w jamie czaszki. Ciężar mózgu dorosłego człowieka waha się od 1200 do 1400g .Jest centrum gromadzenia i przetwarzania informacji. Zawiera ok. 1012 neuronów. Każdy z nich tworzy połączenie z ok. 1000 innych neuronów. Mózg chronią kości czaszki. Pokryte jest 3 błonami tkanki łącznej zwanej oponami:
Miękką ( przylegającą bezpośrednio do mózgu, pajęczą ( pośrednia – oddzielona od miękkiej przestrzenią w której krąży płyn mózgowo-rdzeniowy) i twardą , chroniącymi go. Podzielony jest bruzdą podłużną na dwie półkule i połączone tylko na wąskim odcinku. Zewnętrzną powierzchnie pokrywa kora mózgowa( 2-5 mm)- zwana istota szarą lub korą mózgowa. Jest ona silnie pofałdowana, tworzy bruzdy i szczeliny. Większe obszary kory nazywają się płatami. Wyróżniamy płaty:
· czołowy : ośrodki kojarzące, ruchowe, pisania, ruchowe mowy, ośrodki odpowiedzialne za myśli, osobowość, inteligencję
· ciemieniowy: ośrodki czuciowe ciepła, zimna, dotyku,
· skroniowy zawiera ośrodki czuciowe i słuchowe mowy
· potyliczny : ośrodki wzrokowe: kolor, kształt i ruch
Półkule mózgowe różnią się między sobą. Prawa półkula jest większa i cięższa niż lewa i zawiera więcej istoty białej. Lewa kontroluje mowę, odpowiada za logiczne myślenie, a także prawa stronę ciała. Prawa półkula kontroluje myślenie artystyczne i twórcze.
Rdzeń przedłużony – w kształcie ściętego stożka. Przebiegają przez niego wszystkie impulsy idące z mózgu do rdzenia i odwrotnie. Znajdują się w nim ośrodki nerwowe związane z ważnymi czynnościami odruchowymi( ssanie, żucie, połykanie, kichanie, kaszel, wydzielanie potu). Najważniejsze ośrodki to : oddechowy, naczynioruchowy, pracy serca, wymiotny, regulacji przemiany materii . Uszkodzenie rdzenia przedłużonego powoduje śmierć.
Podwzgórze : część międzymózgowia . Zawiera ośrodki termoregulacji, decyduje o głodzie i sytości . Kontroluje tez emocje( agresja, zachowania seksualne) Połączone jest z przysadka mózgową, wydziela hormony, kontroluje jej działanie
Wzgórze – ośrodki podkorowe czucia. Przetwarzane są informacje ze wszystkich narządów czucia.
Móżdżek – część tyłomózgowia. Składa się z dwóch półkul połączonych ze sobą częścią środkową zwaną robakiem. Waży ok. 150 g. Jest narządem regulującym utrzymanie pionowej postawy ciała, utrzymuje napięcie mięśniowe i koordynuje harmonijną współpracę mięśni i precyzyjne wykonywanie ruchów.
Rdzeń kręgowy mieści się w kanale kręgowym, nie wypełniając go do końca. Zaczyna się od otworu potylicznego wielkiego czaszki, a kończyna wysokości II kręgu lędźwiowego. Dalej odchodzi nic końcowa. Ma kształt grubego sznura długości ok. 45 cm. Odchodzą od niego nerwy rdzeniowe, w ilości 31 par, które opuszczają kanał kręgowy przez otwory międzykręgowe. Podobnie jak mózg otoczony jest trzema oponami. Zbudowany jest z istoty szarej położonej wewnętrznie – kształcie litery H oraz otaczającej ją istoty białej, która stanowi skupisko włókien nerwowych. Kanał środkowy znajdujący się wewnątrz wypełnia płyn mózgowo-rdzeniowy.
Rdzeń kręgowy kieruje reakcjami odruchowymi, przewodzi impulsy czuciowe z mięsni i skóry do mózgu i przenosi impulsy ruchowe z mózgu do mięsni tułowia i kończyn.
Układ obwodowy obejmuje
· nerwy czaszkowe – 12 par{np. węchowe, wzrokowy, twarzowy, trójdzielny, twarzowy, błędny- wychodzi z rdzenia przedłużonego} Unerwiają one narządy zmysłów( oko ucho) oraz mięśnie i gruczoły głowy. Jednym z najważniejszych jest nerw błędny, który jest częścią układu autonomicznego. Unerwia one serce, narządy oddechowe i część przewodu pokarmowego.
· nerwy rdzeniowe – 31 par odchodzą od rdzenia kręgowego. Są nerwami mieszanymi czuciowo-ruchowymi. Unerwiają skórę, mięśnie oraz gruczoły, układ naczyniowy i narządy wewnętrzne. W zależności od odcinka wyróżniamy 8 par- szyjne, 12 par – piersiowe, 5 par lędźwiowe, 5 par krzyżowe, 1 nerw guziczny. Najdłuższym i największym nerwem jest nerw kulszowy unerwiający dolną kończynę. Nawet niewielkie uszkodzenie rdzenia kręgowego ma tragiczne następstwa. Mózg traci bowiem połączenie z częściami ciała unerwianymi przez nerwy odchodzące od rdzenia poniżej miejsc uszkodzenia.
Odruch – to automatyczna reakcja na bodziec. Jest reakcją narządu wykonawczego( efektora) na bodziec zewnętrzny lub wewnętrzny, zachodzący przy udziale ośrodkowego układu nerwowego. Twórcą nauki o odruchach był rosyjski fizjolog Iwan Pawłow ( 1904- Nagroda Nobla)Wszystkie odruchy możemy podzielić na bezwarunkowe i warunkowe.
Odruchy bezwarunkowe to odruchy wrodzone, wykonywane automatycznie, bez udziału naszej woli. Odbywają się one za pośrednictwem ośrodków rdzenia kręgowego i podkorowych części mózgu. Przykładami takich odruchów są : zwężenie źrenicy pod wpływem światła,, wydzielanie śliny przy podrażnieniu błony śluzowej jamy ustnej przyjmowanym pokarmem, cofnięcie ręki po ukłuciu ostry przedmiotem, wymiotny, np. po dotknięciu twardym przedmiotem tylnej ściany gardła. Reakcje na bodziec jest szybka i automatyczna.
Odruchy warunkowe to odruchy nabyte, wyuczone, w których zasadniczą rolę odgrywa kora mózgowa. Powstają w trakcie rozwoju i życia osobniczego. Maja ogromne znaczenie dla człowieka. Nasze uczenie się, zdobywanie wiedzy, nasz sposób zachowania oparte są na odruchach warunkowych. Uczenie umożliwia zmiany zachowania pod wpływem nabywanych za życia doświadczeń.
Łuk odruchowy - to szlak nerwowy wiodący od receptorów zmysłowych do efektorów. Jest to droga , która przebywa impuls nerwowy.
Prosty łuk odruchowy łączy za pomocą neuronów narząd zmysłu( receptor) z mięśniem lub gruczołowym
( efektor). Składa się z 5 głównych elementów: receptora, neuronów- czuciowego, pośredniczącego, ruchowego oraz efektora.
Autonomiczny układ nerwowy – jego działanie jest niezależne od woli i świadomości, nie podlega pełnej kontroli mózgu. Unerwia i reguluje czynności narządów wewnętrznych i gruczołów. Dzieli się na część współczulną i część przywspółczulną, które działają przeciwstawnie.
· Współczulny –Podnosi aktywność w czasie dnia i sytuacjach stresowych: składa się z połączonych ze sobą zwojów, położonych w niewielkiej odległości po obu stronach kręgosłupa, które tworzą pnie oraz splotów zlokalizowanych w innych okolicach. : rozszerzanie źrenicy, pobudzanie ślinianek, zwężanie naczyń krwionośnych, przyspieszenie pracy serca, hamowanie skurczów przewodu pokarmowego, rozszerzenie pęcherza moczowego, pobudzenie gruczołów nadnerczy do wydzielania.
· Przywspółczulny - Przeważa podczas odpoczynku, snu włókna tego układu wychodzą z pnia mózgu, większość przebiega wspólnie z nerwem błędnym dochodząc do płuc, serca, żołądka, jelit, wątroby itp. Najważniejsze czynności to : zwężanie źrenicy, hamowanie wydzielania śliny, hamowanie czynności serca, rozszerzenie naczyń, nasilenie skurczów przewodu pokarmowego.
marcinmdk