1. DZIEDZICZENIE

Czym jest genetyka?


Termin genetyka – William Bateson, 1907



Genetyka = nauka o zmienności organizmów i dziedziczeniu cech



Dziedziczenie = przekazywanie informacji genetycznej z pokolenia na pokolenie. Jedną z

podstawowych czynności życiowych organizmów jest rozmnażanie się. W wyniku rozmnażania

płciowego rodzice przekazują swoje cechy potomstwu. Potomstwo uzyskuje więc cechy
dziedziczne od matki i ojca. Zatem jest to proces powodujący podobieństwo dzieci do rodziców


Wszystkie organizmy wykazują dziedziczenie cech tj. gatunkowospecyficzne cechy



Jednocześnie organizmy charakteryzuje zmienność



Genetyka zajmuje się procesem dziedziczenia informacji kodowanej w materiale

genetycznym (kwasach nukleinowych)


Genetycy szukają odpowiedzi na 3 podstawowe pytania dotyczące materiału genetycznego.

Jaka jest jego:


Struktura – skład chemiczny, molekularna organizacja



Transmisja - z komórki do komórki, z pokolenia na pokolenie, w toku ewolucji



Funkcja/działanie– jak ulega ekspresji i jak jest ona regulowana

Gen


Każdy organizm zawiera ogromną ilość informacji zapisanej w genach



Geny kontrolują strukturę oraz wszystkie życiowe funkcje organizmu a także zapewniają

łączność między pokoleniami


Gen – odcinek DNA zawierający zakodowaną informację genetyczną dotyczącą syntezy

jednego rodzaju


Struktura DNA umożliwia przechowywanie informacji oraz samopowielanie cząsteczki

Słowniczek ważnych pojęć


Gen – podstawowa jednostka dziedziczności. Jest odcinkiem DNA zawierającym informację o

budowie jednego białka (informacja o kolejności aminokwasów w pojedynczym łańcuchu
polipeptydowym). Ujawnia się w postaci nadania cechy organizmowi


Gen zajmuje specyficzne miejsce w chromosomie – locus



Allele - różne formy tego samego genu



Allele, zajmują to samo miejsce – locus w chromosomach homologicznych



Allele wielokrotne - trzy lub więcej alleli jednego locus genowego



Wszystkie możliwe allele występują w populacji, u osobnika tylko dwa



Termin genom mylony jest z genotypem, czyli całością informacji genetycznej zawartej w

chromosomach organizmu


Ogół genów danego osobnika



Całość informacji zakodowanej w DNA



Zbiór instrukcji, które przy zachowaniu określonej kolejności i określonych warunków z dużym

prawdopodobieństwem doprowadzą do wytworzenia wszystkich cech organizmu


Zakreśla potencjalne możliwości wytworzenia danego fenotypu w danych warunkach



Fenotyp – ogół uzewnętrzniających się cech morfologicznych, fizjologicznych i

biochemicznych osobnika


Obraz zewnętrzny genotypu powstały w określonych warunkach środowiskowych, w wyniku

interakcji między genotypem (G) a czynnikami środowiskowymi (E) F= G + E

Fenotyp rozszerzony


Oddziaływanie zasięgu genów organizmu na środowisko



Organizm rozpatrywany jako zespół adaptacyjnych skutków, które sięgają do środowiska, aby

wspierać jego przetrwanie i reprodukcję


Może obejmować takie zjawiska jak sieci pajęcze, altanki altanników i organizacja ludzkich

społeczeństw


Zachowanie zwierzęcia ma na celu zwiększenie szans przetrwania genów, które to

zachowanie spowodowały, niezależnie od tego czy te geny należą do tego zwierzęcia czy nie

Słowniczek ważnych pojęć


Homozygota – osobnik zawierający parę identycznych alleli w danym locus. Homozygoty

wytwarzają zawsze gamety jednakowego typu (zapis np. AA, aa, BB, bb)


Heterozygota – osobnik zawierający parę różnych alleli w danym locus. Heterozygoty

wytwarzają zróżnicowane gamety pod względem wariantu genowego (zapis np. Aa, Bb)


Allel dominujący - to allel przejawiający się fenotypowo w heterozygocie. To gen warunkujący

cechę, która ujawnia się zarówno w warunkach homozygotycznych jak i w warunkach
heterozygotycznych. Allel dominujący maskuje działanie allelu recesywnego, co nie znaczy, że

cecha warunkowana przez gen recesywny już się nie ujawni


Allel recesywny – to allel nie przejawiający się fenotypowo w heterozygocie, którego działanie

ujawnia się fenotypowo jedynie w organizmie będącym homozygotą recesywną pod względem
tego genu


Homozygota recesywna – oba allele danego genu są recesywne (zapis np. aa lub bb)



Homozygota dominująca – oba allele danego genu są dominujące (zapis np. AA lub BB)



Kodominacja = równosilność alleli - stan, w którym żaden z alleli, w obecności drugiego z

alleli, nie ujawnia się całkowicie w heterozygocie, fenotyp heterozygoty jest pośredni w stosunku

do fenotypów rodzicielskich

Chromosomowa teoria dziedziczności
Thomas Morgan w swoich pracach wykazał, że:


Geny zlokalizowane są w chromosomach



Geny w chromosomach ułożone są liniowo (jeden za drugim).



Każdy gen ma swoje stałe miejsce w chromosomie (tzw. locus)



W chromosomach homologicznych występują te same geny w tej samej kolejności.



Geny zlokalizowane w tych samych chromosomach, są ze sobą sprzężone i dziedziczą się

łącznie

Rodzaje dziedziczenia

Dziedziczenie jednogenowe

Dziedziczenie

Dziedziczenie wielogenowe –

–determinacja monogeniczna

mitochondrialne

determinacja poligeniczna

(zgodnie z prawami Mendla)

Autosomalne

Autosomalne

Sprzężone z płcią

Ograniczone płcią

recesywne

dominujące

Determinacja genetyczna monogeniczna


Dotyczy takiego przekazu informacji

genetycznej, gdzie jeden z alternatywnych
alleli danego genu przesądza o wartości

fenotypowej danej cechy


Jeden gen = jedna cecha

Dziedziczenie według modelu dominującego


Występowanie cechy z jednakową częstością u obu płci



Pionowe przekazywanie choroby, bez przeskoków

z pokolenia na pokolenie


Ujawnienie się cechy (choroby) u heterozygot



Każde chore dziecko ma chorego rodzica



Zdrowe potomstwo chorego zawsze będzie miało zdrowe

dzieci


Prawdopodobieństwo przekazania nieprawidłowego genu

potomstwu wynosi 50%


Ryzyko przekazania choroby jest stałe i nie zależy od

liczby posiadanych już zdrowych i/lub chorych dzieci

Dziedziczenie według modelu recesywnego


Występowanie cechy z jednakową częstością u obu płci



Poziome przekazywanie choroby, ponieważ choroba

występuje zazwyczaj wśród rodzeństwa


Ujawnienie się cechy (choroby) u homozygot



Obydwoje rodzice chorego dziecka mogą być

bezobjawowymi fenotypowo heterozygotami
(nosicielami) pod względem tego genu


Jeżeli cecha (choroba) występuje w populacji bardzo

rzadko, istnieje duże prawdopodobieństwo

pokrewieństwa miedzy rodzicami chorego


Ryzyko przekazania choroby jest stałe i nie zależy od

liczby posiadanych już zdrowych i/lub chorych dzieci

Dziedziczenie cech sprzężonych z płcią


Geny zlokalizowane w chromosomie X



Występowanie choroby u obu płci



Hemizygotyczni mężczyźni przekazują zmutowany allel

wszystkim córkom, nigdy synom


Kobiety przekazują zmutowany allel córkom i synom



Kobiety nosicielki są zdrowe



Wszystkie córki chorego mężczyzny będą nosicielkami

mutacji


Matka chorego mężczyzny musiała posiadać zmutowany

allel, lecz może być zdrowa (nosicielka)


Przykład: hemofilia i daltonizm

Dziedziczenie cech ograniczonych płcią


Geny zlokalizowane w autosomach



Występowanie cechy u jednej płci, choć geny na tę cechę

mamy wszyscy


Przykład: łysienie u mężczyzn



Za łysienie odpowiada pojedynczy gen o dwóch allelach:

B i b. Homozygoty BB łysieją przedwcześnie, homozygoty

bb nie łysieją


Fenotyp Bb zależy od płci: mężczyzna łysieje, kobieta jest

nosicielką lecz nie łysieje


Dominacja genu B jest wyraźnie uzależniona od

równowagi hormonalnej danej osoby (płci)

2. NORMA

Genetyka bazuje na zmienności

Zmienność


pomiędzy gatunkami



wewnątrz gatunku

Cecha ilościowa:

Cecha jakościowa:

- wielkość kwiatu

-obecność „skrzydełek

-natężenie żółtego barwnika

Zmienność (cechy) jakościowa (KOLOR OCZU)


Cechy jakościowe są zdeterminowane genetycznie w sposób bezpośredni i niezmienny



Na cechy te nie mają wpływu czynniki paragenetyczne i środowiskowe



Obecność fenotypów dla określonej cechy wyraźnie różnych od pozostałych



Fenotypy tworzą zmienność nieciągłą



Zakres zmienności tych cech jest warunkowany genetycznie, cechy kontrolowane są przez

nieliczne allele Mendlowskie


Przykład: grupy krwi: A, B, AB, 0

Zmienność (cechy) ilościowa (KSZTAŁT OCZU)


Cechy ilościowe są zdeterminowane dużą liczbą ”słabo działających genów” w podobnym

kierunku


Cechy te w trakcie rozwoju ulegają stałym przemianom, wpływają na nie także czynniki

egzogenne (środowiskowe)


Obecność fenotypów dla określonej cechy nieznacznie różniących się od innych i tworzących

spektrum zmian o charakterze ciągłym, czyli między skrajnymi kategoriami, większość osobników

posiada ich pośrednie wielkości


Cechy kontrolowane przez liczne geny (poligeny)



Przykład: wysokość i masa ciała, poziom inteligencji, kolor skóry

Jesteśmy podobni do siebie ale nie identyczni dzięki

Zmienności

polimorfizm

Polimorfizm


Oznacza występowanie różnic w DNA populacji



Zmienność genetyczna, w której częstotliwość dwu lub więcej alleli w populacji jest nie

mniejsza niż 1%


Ludzie wykazują polimorfizm na poziomie DNA: różnimy się od siebie w ok. 0,1% sekwencji

(od szympansa – 1%; od myszy – 10%)

Osobnik

Genotyp – suma genów (=informacji genetycznej) zawarta w chromosomach Genotyp nie
determinuje bezpośrednio określonego fenotypu, lecz zakres możliwości fenotypowych, których

realizacja uzależniona jest od indywidualnej normy reakcji danego osobnika na warunki
środowiskowe

Fenotyp – obraz zewnętrzny (zespół cech morfologicznych i funkcjonalnych) genotypu powstały
(w określonych warunkach środowiskowych) w wyniku interakcji między genotypem a czynnikami

środowiskowymi

Norma reakcji

•

Zdeterminowany genetycznie zakres możliwych, prawdopodobnych reakcji fenotypowych

określonego genotypu, uzewnętrzniający się w postaci różnych fenotypów powstających w

wyniku współdziałania tego genotypu z czynnikami środowiskowymi
•

Zestaw fenotypów, które mogą powstać z określonego genotypu w różnych warunkach

środowiskowych
•

Zakres zmienności fenotypowej genotypu

•

W wyniku interakcji genotypu z czynnikami środowiska zewnętrznego osobnik wybiera jeden z

możliwych poziomów rozwoju, mieszczący się w granicach jego normy reakcji
•

Granice normy reakcji są niepoznawalne

•

Taki poziom rozwoju jest adekwatny dla konkretnych warunków środowiska zewnętrznego

•

Norma reakcji pokazuje jaki jest ontogenetyczny, fizjologiczny mechanizm zapewniający

indywidualność każdego z nas
•

Realizacja życia osobniczego w dowolnym momencie ontogenezy to zjawisko adaptabilności

czyli fizjologicznego przystosowania się organizmu do warunków środowiska zewnętrznego

Osobnik

Zmiany adaptabilne – nieodwracalne zmiany polegające na wyborze jednej z możliwych dróg

rozwoju (wariantów przystosowania). Zmiany te nie są utrwalone w materiale genetycznym
(osobnik nie może przekazać ich potomstwu) Osobnik w trakcie ontogenezy podlega procesom

adaptabilnym w środowisku rozumianym jako „wszystko co zewnętrzne” w stosunku do genotypu
Zmiany adiustacyjne – osobnik lub część organizmu w okresach krótszych aniżeli jego

ontogeneza podlega odwracalnym zmianom adiustacyjnym w środowisku rozumianym jako
„wszystko co zewnętrzne” wobec systemu podlegającemu adiustacji (może to być osobnik,

narząd lub komórka)

Faza rozwoju
•

Osobnik w trakcie rozwoju ontogenetycznego musi „przejść” przez kolejne fazy ontogenezy,

chcąc zrealizować swoje życie osobnicze jest na to skazany
•

Fazy rozwoju są genetycznie zdeterminowane i wspólne dla wszystkich osobników

•

Faza rozwoju realizuje się zawsze, niezależnie od siły działania czynnika środowiska

zewnętrznego (samoregulacyjny charakter ontogenezy)
•

Fazy rozwoju upodabniają osobniki do siebie

Poziom rozwoju
•

Poziom rozwoju wynika tylko w części z determinacji genetycznej i kształtowany jest przez

czynniki środowiska zewnętrznego, zapewniając zróżnicowanie fenotypowe, indywidualność

osobnikowi
•

Poziom rozwoju jest wynikiem indywidualnej normy reakcji osobnika, jest własnością i

właściwością osobnika a nie populacji
•

Faza rozwoju natomiast jest powszechna i wynika z normy adaptacyjnej

Populacja

Pula genów - informacja genetyczna zawarta we wszystkich genach występujących w populacji w

danym czasie. Gamety wszystkich osobników uczestniczących w procesie rozmnażania składają
się na pulę genów, z której wybierane są geny następnego pokolenia Ewolucja biologiczna polega

na zmianach w puli genów
Adaptacja – genetyczne przystosowanie puli genów do warunków środowiska zewnętrznego

(występuje tylko w filogenezie). Populacja podlega adaptacji do środowiska (rozumianego jako
„wszystko co zewnętrzne” względem genów), poprzez zmiany kierunkowe, międzypokoleniowe,

utrwalone w materiale genetycznym

Norma adaptacyjna


Mniej lub bardziej trwały kompleks dostosowanej do środowiska zmienności genetycznej w

obrębie populacji


Dotyczy pokolenia (jego puli genów), która została wypracowana przez mechanizmy ewolucji,

a nie pojedynczego osobnika


Mechanizm jest jednakowy dla wszystkich pokoleń, które powstały właśnie w tym momencie



Zakres zmienności danego pokolenia to efekt rekombinacji genów rodzicielskich, która jako

efekt końcowy mechanizmów procesu filogenetycznego, została wypracowana jako zakres normy

adaptacyjnej

Zakres zmienności genetycznej „normy adaptacyjnej”
•

Zakres zmienności, który posiada pula genów można zmierzyć

•

Miarą zmienności genetycznej jest wariancja genetyczna (Vg)

•

Zakres zmienności genetycznej zapisany funkcją ni = f(Vg) jest

Zmienność międzypopulacyjna i międzyosobnicza a środowisko

zjawisko

środowisko

charakterystyka zmian

obiekt

adaptacja

wszystko co

kierunkowe zmiany między

populacja

zewnętrzne

pokoleniowe, zachodzące

względem

głównie pod wpływem doboru

genów

naturalnego, utrwalone w

(adaptacja

materiale genetycznym

genetyczna)

adaptabilność

wszystko co

nieodwracalne zmiany,

osobnik w ciągu

zewnętrzne

nieprzekazywalne potomstwu;

swojej

względem

realizacja tylko jednej z

ontogenzy

genotypu

możliwych dróg rozwoju

adiustacja

wszystko co

odwracalne zmiany;

osobnik

zewnętrzne

czas ich trwania odpowiada

(narząd lub

względem

czasowi trwania bodźca

komórka)

systemu

w okresie
krótszym niż

jego
ontogeneza

3. ZMIENNOŚĆ

•

Nie cała zmienność jest dziedziczna

•

Podstawowa zależność w genetyce – dziedziczenie a środowisko

Zmienność kształtują 2 czynniki: wewnętrzne, obecne w komórce (geny) i środowisko

GENY + ŚRODOWISKO

ZMIENNOŚĆ

GENETYCZNA

ŚRODOWISKOWA

dziedziczna

niedziedziczna

Źródła zmienności


Zmienność fenotypowa – są to różnice w wartościach fenotypowych cechy pomiędzy

osobnikami (VP- wariancja fenotypowa)


Wyróżniamy dwa składniki źródłowe zmienności fenotypowej: składnik genetyczny (VG –

wariancja genetyczna) oraz składnik środowiskowy (VE - wariancja środowiskowa) VP = VG + VE

Źródła zmienności genetycznej


Zmienność genetyczna – są to różnice w wartościach genetycznych poszczególnych

osobników. Jako wartość genetyczną rozumiemy wypadkowy efekt genów składających się na

dany genotyp


Każdy allel określa pewne natężenie cechy, a jego wpływ na wielkość cechy ilościowej to tzw.

efekt allelu


Każdy genotyp ma 3 składniki wartości genetycznej manifestującej się w postaci 3 efektów:

1. ADDYTYWNY (wariancja addytywna VA)
2.DOMINACJI (wariancja dominacji VD)

3. EPISTAZY (wariancja interakcji VI)


Zmienność genetyczna addytywna – są to różnice w efektach kumulatywnych (addytywnych),

wynikają z frekwencji alleli, czyli z obecności konkretnych alleli w zestawie genów warunkujących
daną cechę u osobnika. Zmienność ta jest przekazywana na potomstwo wraz z przekazywaniem

potomstwu konkretnych alleli. Jest to efekt sumowania się efektów poszczególnych alleli

A A B b c C

•

Efekt addytywny występuje zawsze i jest niezależny od działania czynników środowiska

zewnętrznego


Zmienność genetyczna nieaddytywna – różnice genetyczne wynikające z wzajemnych relacji

różnych genów składających się na genotyp cechy. Zmienność ta wynika z różnej konfiguracji
(różnego „sąsiedztwa”) genów w różnych genotypach. Zmienność ta nie jest dziedziczna. Rodzic

nie może przekazać potomstwu występujących u niego konfiguracji genów


Na zmienność nieaddytywną składają się: dominacja i epistaza (interakcja)

•

DOMINACJA - wartość genetyczna wynika z oddziaływania pomiędzy allelami tych samych loci

(dominacja, recesywność, kodominacja, dominacja niezupełna)

A A B b c C

•

EPISTAZA (INTERAKCJA)- wartość genetyczna wynika z interakcji pomiędzy allelami różnych

loci

A A B b c C

•

Epistaza – wpływ danego genu na efekty fenotypowe innych genów, np. gen C jest epistatyczny

w stosunku do genów A i B, które nie przejawiają się w jego obecności

VG

=

VA

+

VD

+

VI

Wariancja

Wariancja

Wariancja

Wariancja

genetyczna

addytywna

dominacji

epistazy

(interakcji)

Źródła zmienności środowiskowej



Czynniki środowiskowe to wszystkie czynniki niegenetyczne otaczające organizm



Zmienność środowiskowa (VE) – polega na różnym wpływie szeroko rozumianego środowiska

na poszczególne osobniki w populacji


Czynniki środowiskowe możemy podzielić na:

-

Elementy środowiska biogeograficznego - modyfikatory naturalne

-

Elementy środowiska społeczno-ekonomicznego – modyfikatory kulturowe

8

Do elementów środowiska biogeograficznego należą:



fauna i flora otoczenia, w tym również pasożyty, bakterie, wirusy



zasoby wodne, gleby oraz skład powietrza



klimat, temperatura, ciśnienie, nasłonecznienie, ruchy powietrza



ukształtowanie terenu



pole elektryczne i magnetyczne



siła grawitacji



inne nieznane dotychczas elementy

8

Do elementów środowiska społeczno-ekonomicznego należą:



wysokość dochodu rodziny w stosunku do liczby osób pozostających we wspólnym

gospodarstwie domowym


poziom wykształcenia i kultury rodziców i wychowawców, rzutujący na higienę żywienia i

osobistą, atmosferę domu rodzinnego , organizację czasu nauki i czasu wolnego, organizacja

warunków bytowych dziecka


wielkość i charakter środowiska społecznego np. miastowieś, społeczeństwo rolnicze a

przemysłowe


tradycje i zwyczaje społeczne w tym np. nakazy i zakazy religijne

8

Do elementów środowiska społeczno-ekonomicznego należą:



wysokość dochodu rodziny w stosunku do liczby osób pozostających we wspólnym

gospodarstwie domowym


poziom wykształcenia i kultury rodziców i wychowawców, rzutujący na higienę żywienia i

osobistą, atmosferę domu rodzinnego , organizację czasu nauki i czasu wolnego, organizacja
warunków bytowych dziecka


wielkość i charakter środowiska społecznego np. miastowieś, społeczeństwo rolnicze a

przemysłowe


tradycje i zwyczaje społeczne w tym np. nakazy i zakazy religijne



Wartość fenotypowa dowolnej cechy zależy od stopnia modyfikacji przez czynniki

środowiskowe wartości genetycznej


Wyróżniamy dwa zespoły czynników środowiskowych:

.

1

Czynniki wspólne dla określonej grupy osobników (np.

rodziny), działające z podobnym natężeniem w
podobnym kierunku, działające przez całe życie osobnika,

w szczególności w fazie progresywnej (od zapłodnienia aż
do osiągnięcia dojrzałości biologicznej). Nazywamy je

ogólnymi warunkami środowiska, tworzą one
wariancję środowiskową ogólną (Veog)

2.

Krótkotrwałe i podlegające częstym zmianom

uwarunkowania specyficzne dla poszczególnych

osobników, działające w krótkich okresach ich
życia, działają naprzemiennie z różną

intensywnością i w różnym kierunku, w różnych
fazach ontogenezy, wpływają na pojedynczego

osobnika. Czynniki te to specyficzne warunki
środowiska zewnętrznego, które są źródłem

wariancji środowiskowej specyficznej (Ves)

VE

=

Veog

+

Ves

Wariancja

Wariancja

Wariancja

środowiskowa

środowiskowa

środowiskowa

ogólna

specyficzna

Źródła zmienności fenotypowej

VP

=

VG

+

VE

Wariancja

Wariancja

Wariancja

fenotypowa

genetyczna

środowiskowa

VA

VD

VI

Veog

VEs

Wariancja

Wariancja

Wariancja

Wariancja

Wariancja

addytywna

dominacji

epistazy

ogólna

specyficzna

(interakcji)

5. CZYNNIKI

Ekologia:

Nauka o strukturze i funkcjonowaniu przyrody, zajmująca się badaniem oddziaływań pomiędzy
organizmami a ich środowiskiem oraz wzajemnie między tymi organizmami

Środowisko



Wszystkie czynniki niegenetyczne otaczające organizm



Czynniki abiotyczne

:



nasłonecznienie



klimat



geologia



czynniki społeczne i kulturowe



Czynniki biotyczne



Inne organizmy

Ekologia człowieka


Interakcje pomiędzy człowiekiem i jego środowiskiem (naturalnym, społecznym, kulturowym i

technologicznym

Czynniki środowiskowe


Stresory – czynniki zakłócające homeostazę



wysokie i niskie temperatury



wysokie i niskie ciśnienie atmosferyczne



wysokie i niskie stężenie tlenu



choroby



niedożywienie



Czynniki niezbędne dla przeżycia i reprodukcji



pożywienie



woda



surowce

Homeostaza
•

Oznacza stałość systemu (stabilność środowiska wewnętrznego organizmu). Wobec faktu, że

organizm jest systemem autonomicznym, ale otwartym względem środowiska zewnętrznego,

homeostaza wewnętrzna musi być związana ze stabilnością relacji ze środowiskiem
zewnętrznym
•

Z wiekiem i zmianami rozwojowymi następują stałe przestrojenia w systemie, jakim jest

organizm, i uzyskiwane są kolejne stany równowagi. Wobec ciągłych zmian

środowiska zewnętrznego jest to również proces ciągłych regulacji powiązań organizmu ze
środowiskiem. Łącznie jest to więc równowaga rozwojowa zwana homeostazą

Czynniki fizyczne

Czynniki biotyczne [inne

[geologia, hydrologia,

organizmy zamieszkujące

topografia,

ten sam habitat]

nasłonecznienie, klimat]

Populacja

ludzka

Czynniki społeczne,

kulturowe, ekonomiczne,

polityczne, medyczne]



W optymalnych warunkach środowiskowych osobniki mają zapewnioną realizację potencjału

genetycznego


dojrzałość morfofunkcjonalna



zdrowie



możliwość reprodukcji

Występowanie różnorodnych czynników środowiskowych

wymaga różnorodnych reakcji organizmu

→

człowiek odpowiada na czynniki środowiskowe (stresory) wykorzystując mechanizmy

biologiczne, zachowania kulturowe i osiągnięcia technologiczne

adaptacja

odpowiedź

adaptabilność

bez

biologiczna

zmian

adjustacja

genetycznych

kultura i

technologia

Adaptacja


Reakcja na długotrwałe działanie czynników środowiskowych



Zmiany genetyczne



zmiany struktury lub funkcjonowania organizmu, których efektem jest lepsze

przystosowanie do warunków środowiskowych



Selekcja naturalna

Selekcja naturalna


Mechanizm ewolucyjny



„przystosowani żyją dłużej i mogą wydać płodne potomstwo”

Adaptacja


Strukturalna



Fizjologiczna



Behawioralna

Klimat


Temperatura, ciśnienie atmosferyczne,

wilgotność, wiatry, nasłonecznienie



Adaptacja do czynników klimatycznych

widoczna jest w wielkości i kształcie ciała



odpowiedź na zimny i gorący klimat



reguła sformułowana w 19-tym wieku przez Bergmanna i Allena

Reguła Bergmana


W obrębie tego samego gatunku, populacje o mniejszej masie ciała spotykane są częściej w

klimacie gorącym a o większej masie ciała w klimacie zimnym


Produkcja większej ilości ciepła



Większa liczba komórek, których bioproduktem jest ciepło wewnętrzne



Większe zwierzęta mają relatywnie mniejszą powierzchnię ciała a tym samym oddają mniej

ciepła do otoczenia

Reguła Allena


Ilość ciepła oddawanego do otoczenia

skorelowana jest z długością kończyn



W obrębie tego samego gatunku osobniki o dłuższych kończynach spotykane są w

klimacie cieplejszym


Relatywnie długie kończyny prowadzą do zwiększenia powierzchni ciała

Adaptacja do pożywienia


Zróżnicowana dieta



Zróżnicowana ilość pożywienia



Zróżnicowane przystosowanie do pokarmów



W zimnym klimacie potrzeby żywieniowe są wyższe niż w klimacie gorącym - szybszy

metabolizm

Mieszkańcy rejonów subarktycznych spożywają więcej pokarmu wysoko kalorycznego, bogatego
w tłuszcz (produkcja ciepła). Ponadto noszą ciepłe ubrania, pozostają aktywni na zewnątrz

domostw i śpią blisko siebie.
Aborygeni wytwarzają warstwy tłuszczowe wokół organów

wewnętrznych.

Kolor skóry

•

Ochrona przed promieniami UV



Kolor skóry jest konsekwencją obecności pigmentu - melaniny



Pheomelanina – kolor czerwony do żółtego



Eumelanina – kolor ciemnobrązowy do czarnego



Melanina zapobiega oparzeniom i zmianom DNA



ochrona przed melanomą (rak skóry)

Ciemne zabarwienie skóry jest typowe dla regionów tropikalnych, szczególnie nie zalesionych,

gdzie spotykamy się z silniejszym promieniowaniem UV.

„Czerwone policzki” jako efekt obecności naczyń krwionośnych pod powierzchnią skóry (większy
dopływ tlenu do tkanek)

Adaptabilność


Zmiany w procesach wzrastania i procesach rozwojowych, które są efektem działania

czynników środowiskowych w okresie dzieciństwa.


Nieodwracalne zmiany anatomiczne i fizjologiczne.

Formy adjustacji



Adjustacja - odwracalne zmiany fizjologiczne i anatomiczne

długotrwała

sezonowa

krótkotrwała

dni

lata

miesiące

godziny
sekundy

Przykłady


odżywianie



reakcje biometeorologiczne



promieniowanie UV



temperatura



ciśnienie atmosferyczne

Odpowiedzi kulturowe i technologiczne


Nie eliminują przystosowania biologicznego

Czynniki rozwoju osobniczego



Ontogeneza wykazuje zróżnicowanie międzyosobnicze warunkowane genetycznie i

środowiskowo


Procesy rozwojowe warunkowane są i regulowane przez trzy grupy czynników:



endogenne genetyczne – determinatory rozwoju



endogenne paragenetyczne – stymulatory rozwoju



egzogenne – modyfikatory

Klasyfikacja czynników odpowiedzialnych za

zmienność cech człowieka (Wolański 1987)

Klasyfikacja czynników środowiskowych (Wolański 1987)

naturalne

społeczno-

kulturowo-

ekonomiczne

techniczne

klimat (skład powietrza,

społeczność

przepływ energii poza

temperatura, wilgotność,

(wielkość i typ)

organizmem

nasłonecznienie, wiatry,

wysokość nad poziomem

rodzina (wielkość,

świadomość (zwyczaje

morza, pole magnetyczne)

typ, dochody)

etyczne, religia)

ukształtowanie podłoża

przepływ informacji

zwyczaje żywieniowe

(sztuczna żywność,

zasoby wodne i mineralne

przechowywanie

żywności, częstość

fauna i flora (białka,

posiłków, proporcje

węglowodany, tłuszcze,

składników, alkohol)

witaminy, składniki

mineralne)

mieszkanie i miejsce
zamieszkania

środowisko pracy

i nauki



Specyfika badań ontogenetycznych polega na tym, że rozwój zarówno osobnika, jak i

populacji odbywa się w przestrzeni czasowej


Czas rozumiany jest jako:



okres, w którym obserwujemy rozwój osobniczy



zespół przemian, którym podlegają czynniki

środowiskowe

Genotyp

+

Środowisko

+

Czas

R

i

=f(G,E,T)

Samoregulacja procesu ontogenezy


Homeostaza ontogenetyczna - Utrzymywanie stanu równowagi dynamicznej między

czynnikami wewnętrznymi organizmu a ciągle zmieniającymi się czynnikami środowiska.

Zasady samoregulacji ontogenezy

(I. Szmalhauzen)



Rozwój przebiega wg programu zadanego przez materiał genetyczny



Rozwój przebiega w sposób odpowiedni do (w zależności od) określonego środowiska

zewnętrznego


Regulacja następuje poprzez korygowanie odchyleń i odtwarzanie normalnych reakcji

podczas zakłóceń

Plastyczność fenotypowa


Plastyczność rozwojowa: zdolność organizmu do reakcji (w formie zmiany formy, zachowania,

aktywności itp.) na bodźce środowiskowe


Specyficzna:



dla danej cechy



w stosunku do określonych warunków środowiska



pod względem kierunku



Odpowiedź fenotypowa organizmu na czynnik środowiskowy

Rodzaje plastyczności

(J.M. Thoday)



Wykształcanie alternatywnych fenotypów w odpowiedzi na bodziec środowiskowy

(polifenizm)


Fenotyp umożliwia przystosowanie niezależnie od zmian środowiska



Genotyp organizmu wykazujący plastyczność rozwojową umożliwia powstawanie różnych

fenotypów w różnych warunkach środowiska. Każdy z powstałych fenotypów jest najbardziej
przystosowany do środowiska, w którym się rozwinął, bądź tak zrównoważony, że rozwój

osobnika jest niezależny od zmian środowiska

Genotyp charakteryzuje się taką plastycznością rozwojową, iż gwarantuje wytworzenie

specyficznych fenotypów w danych warunkach środowiska

Genotyp charakteryzuje się taką plastycznością rozwojową, iż wytworzony fenotyp umożliwia

przystosowanie niezależnie od zmian środowiska

W warunkach P lub V powstanie taki sam fenotyp

Kanalizacja rozwoju

(C.H. Waddington)



Udział czynników genetycznych i środowiskowych w kształtowaniu fenotypu prowadzi

zawsze do wytworzenia fenotypu standardowego

Teoria limitowanego ukierunkowania rozwoju


Rozwój osobnika przebiega w określonym genetycznie kanale rozwojowym



osobniki o podobnym wyposażeniu genetycznym kształtują swoje cechy zależnie od:



zdeterminowanego genetycznie tempa rozwoju



czasu wyhamowania rozwoju



Założenia:



identyczne lub podobne wyposażenie genetyczne



stopień odziedziczalności tempa rozwoju (tempo rozwoju jest w sposób różnorodny

określony przez geny)


moment wyhamowania rozwoju (również określony przez geny)

To samo wyposażenie

Przy tym samym wyposażeniu

genetyczne, rożne tempo

genetycznym i jednakowym

rozwoju, ten sam czas

tempie rozwoju, ale w różnych

wyhamowania, zróżnicowany

czasach wyhamowania rozwoju,

efekt końcowy

efekty końcowe różne

Buforowanie zjawisk rozwojowych

(C.H. Waddington)



Genotyp ma zdolność buforowania stopnia odchyleń swych reakcji, które są wywołane

zmianami środowiska zewnętrznego

Koncepcja wielopoziomowego rozwoju fenotypowego

(J. Cie lik)

ś



Wykorzystanie przez organizm różnych poziomów z zakresu normy reakcji w zależności od

interakcji genotypu z czynnikami środowiska

Model rozwoju stabilnego

Model rozwoju progresywnego

Tempo rozwoju każdego

Tempo rozwoju każdego osobnika

osobnika realizuje się na stałym

realizuje się na coraz wyższym

poziomie rozwoju

poziomie rozwoju

Model rozwoju regresywnego

Model rozwoju wielopoziomowego

Tempo rozwoju każdego osobnika

Model politypowy, obraz fenotypowy

realizuje się na coraz niższym

kształtuje się na przemian w różnych

poziomie rozwoju

natężeniach o różnym czasie trwania

sytuacji

Faza rozwoju w rozwoju biologicznym



Fazy rozwojowe są genetycznie zdeterminowane i wspólne dla wszystkich osobników



Faza rozwoju realizuje się zawsze, niezależnie od siły działania czynników środowiskowych



poszczególna wyodrębniona faza rozwoju wchodzi w pewien samoregulacyjny charakter

ontogenezy


Upodabnia osobniki względem siebie



Można powiedzieć, że faza rozwoju jest prymitywnym wyrazem biologicznej wspólnoty

ludzkiej

Poziom rozwoju w rozwoju biologicznym



Poziom rozwoju biologicznego, uzyskany przez osobnika w określonej fazie rozwoju wynika

już tylko w części z determinacji genetycznej (w przeciwieństwie do fazy)


Poziom rozwoju kształtuje się poprzez czynniki kulturowe



Poziom rozwoju zapewnia zróżnicowanie fenotypowe, indywidualność osobnika



Poziom rozwoju jest właściwością osobnika a nie populacji.



Poziom - jest wynikiem "normy indywidualnej" osobnika, natomiast faza rozwoju jest

wyrazem powszechności rozwoju


Poziom jest on efektem interakcji zachodzących między genotypem a czynnikami

środowiskowymi, zapewniając tym samym zróżnicowanie fenotypowe osobników w
obrębie populacji


Poziom rozwoju jest wyznacznikiem indywidualności osobnika, jest jego a nie populacji

immanentną właściwością

Poziom rozwoju jego dwa sensy: genetyczny (adaptacyjny) oraz sens
fenotypowy (adaptabilny)



Sens adaptacyjny oznacza dla osobnika punkt "normy adaptacyjnej" i jest to efekt składnika

addytywnego, dla osobników punkty na zakresie "normy adaptacyjnej"


Dla populacji sens genetyczny poziomu rozwoju wyznaczony jest przez granice nie punkt

"normy adaptacyjnej"


Poziom rozwoju w sensie fenotypowym (adaptabilnym) jest to jeden z wybranych poziomów z

zakresu jego możliwości wyznaczonych zakresem "normy reakcji"


Poziom rozwoju osobnika w sensie fenotypowym w trakcie ontogenezy jest dość łatwy do

uchwycenia i prześledzenia, podobnie w przypadku populacji


Trudno jest wskazać jego genetyczne ujęcie, konkretnie udziału jego determinant

genetycznych dla pojedynczego osobnika


W przypadku populacji w oparciu o osobniki pokazanie takiego udziału jest możliwe i da się

opisać statystycznie. Sens fenotypowy poziomu rozwoju to suma różnych dróg kształtowania się
obrazu fenotypowego osobników danej populacji

6. ROZWÓJ

Biologia rozwoju


Łączy wszystkie działy biologii i wywiera coraz większy nacisk na takie dziedziny nauki, jak

medycyna, rolnictwo, psychologia i pedagogika


Rozwój – stały postęp



nie obserwujemy powrotu do stanu wyjściowego



różnorodność pod względem zmian zarówno ilościowych, jak i jakościowych; zmian poziomu

na jakim przebiega i natężenia zachodzących procesów

ROZWÓJ

FILOGENEZA

ONTOGENEZA

zmiany w szeregach

zmiany organizmów w okresie

międzypokoleniowych

życia osobniczego (rozwój

(ewolucyjne) = rozwój rodowy

organizmu od momentu
zapłodnienia do śmierci) =
rozwój osobniczy

ROZWÓJ FIZYCZNY =

ROZWÓJ PSYCHICZNY

całokształt procesów biologicznych
zachodzących w rozwijającym się

organizmie

Rozwój


Proces ukierunkowanych zmian, w których można wyodrębnić następujące po sobie etapy

przemian (fazy rozwojowe) danego obiektu



różnicowanie się tego obiektu pod określonym względem



Rozwój progresywny – rozwój, w którego wyniku powstaje nowa wyższa jakość

Rozwój fizyczny - biologiczny


Całokształt procesów biologicznych (biofizycznych i biochemicznych), które są właściwe

organizmom żywym

Rozwój
•

Cechą rozwoju jest stały postęp uniemożliwiający cofanie się i powrót do pierwotnego stanu

wyjściowego
•

Cechą charakterystyczną zjawiska rozwojowego jest zmiana progresywna, czyli przechodzenie

od prostych do coraz bardziej złożonych poziomów organizacji
•

Rozwój jest procesem zintegrowanym to znaczy, że osiągany kolejny poziom organizacji w

trakcie rozwoju jest wynikiem interakcji, które zachodzą w ściśle określonej kolejności i których

źródło znajduje się w genetycznym podłożu organizmu

Definicje rozwoju

Rozwój - to proces uporządkowanego wzrostu i różnicowania, będący wynikiem współdziałania

genomu, cytoplazmy, środowiska wewnątrzkomórkowego i środowiska zewnętrznego

Rozwój - jest zaprogramowanym na drodze genetycznej następstwem zmian fenotypowych
powstających w wyniku interakcji między genotypem a środowiskiem zewnętrznym. W

normalnych warunkach zmiany te są na ogół nieodwracalne

Rozwój - prowadzi do przekształcenia się prostych struktur w formy złożone i bardziej
skomplikowane; jest ciągiem wzajemnych oddziaływań kolejno między komórkami, tkankami,

narządami, układami i całym organizmem a środowiskiem zewnętrznym

Istota rozwoju polega na doskonaleniu organizmu prowadzącym do jego optymalnej

samodzielności i możliwości przedłużenia istnienia gatunku

Ontogeneza (rozwój osobniczy)



Zmiany organizmów w okresie ich życia

osobniczego


Proces rozwoju organizmu od momentu

zapłodnienia do śmierci osobnika


Stałe, nieodwracalne zmiany kierunków



Stała kolejność etapów rozwojowych



Stałe przystosowywanie się do zmieniających się warunków środowiska

Procesy ontogenetyczne

(J.T. Bonner)



Twórcze



Wzrost



powiększanie masy żywej substancji, synteza coraz to nowych ilości

protoplazmy


powiększanie się wymiarów ciała



Morfogeneza



wędrowanie grup komórek powodujące zmiany kształtu



Różnicowanie



stopniowe pojawianie się różnic między poszczególnymi częściami zarodka



Hamujące (ograniczające)



Wewnętrzne



aktywizacja i genetyczna determinacja rozwoju



Zewnętrzne



czynniki środowiskowe

Procesy ontogenetyczne

(S.M. Garn)



Równoległy i skorelowany przebieg procesów rozwoju i wzrastania



Rozwój – różnicowanie tkanek i zmiany w proporcjach ciała



Wzrastanie – zmiany rozmiarów poszczególnych tkanek, narządów i ciała jako całości

Biologiczne aspekty ontogenezy – aspekty ilościowe i jakościowe

(N. Wolański)



Wzrastanie



zwiększanie liczby komórek (rozplem)



zwiększanie wymiarów i masy ciała (rozrost)



Różnicowanie (doskonalenie struktur)



przebudowywanie struktur komórek i tkanek – histogeneza i cytogeneza



grupowanie się tych tkanek w określone układy i narządy - organogeneza



Dostrajanie się tych układów względem siebie



Dojrzewanie (doskonalenie funkcji)



specjalizacja (kształtowanie się specyficznych funkcji narządów i układów)



integracja (dostrajanie się funkcji w ramach organizmu)



Postęp (doskonalenie organizacji organizmu)

Biologiczne aspekty ontogenezy – aspekty ilościowe i jakościowe



Kinetyka



poziom na jakim przebiega rozwój



Rozmach



wielkość zmian względem wielkości cechy wyjściowej (urodzeniowej lub maksymalnej)



Dynamika



szybkość zmian i zmiany tempa rozwoju (spowolnienie lub przyspieszenie)



Rytm



kolejność występowania odmiennego kierunku i szybkości rozwoju

Biologiczne aspekty ontogenezy – aspekty energetyczno-informacyjne



Energetyka



źródła energii i koszt energetyczny działalności organizmu



Informatyka



źródła, charakter i mechanizmy przekazywania informacji



Metabolika



mechanizmy stymulacji i charakter przemiany energii



Dystrybucja



ekonomika – sposób wykorzystania energii i materii

Rodzaje zmian rozwojowych

•

zmiany w wielkości

•

zmiany proporcji

•

zanikanie pewnych właściwości

(np. grasica, zęby mleczne)
•

nabywanie pewnych właściwości

7. NERWOWY

Układ nerwowy
•

Zespół ośrodków i dróg nerwowych mających zdolność przyjmowania informacji i

wykorzystywania ich do sterowania zachowaniem się i czynnościami organizmu

Funkcje układu nerwowego
•

Odbiera bodźce, które działają na organizm z otoczenia lub powstają w samym ustroju

•

Przekształca te bodźce w impulsy nerwowe, które są przewodzone do ośrodków nerwowych i

tam integrowane
•

Przesyła impulsy nerwowe do narządów całego ciała, przez które organizm reaguje na

środowisko zarówno zewnętrzne jak i wewnętrzne

Podział układu nerwowego – czynnościowy

•

odpowiedzialny za kontakt oraz

•

jego rolą jest sprawowanie kontroli

łączność organizmu ze środowiskiem

nad przemianą materii oraz

zewnętrznym

prawidłowym działaniem narządów

•

narządami wykonawczymi są

wewnętrznych

mięśnie poprzecznie prążkowane

•

narządami wykonawczymi są

•

działanie tego układu w dużym

gruczoły, naczynia, mięśnie gładkie,

stopniu podlega naszej woli

mięsień sercowy

•

wyodrębniamy w nim:

•

działanie tego układu powoduje

reakcje niezależne od naszej woli
•

dzieli się na:

somatyczny układ nerwowy

autonomiczny układ nerwowy

(wegetatywny)

układ

układ

część współczulna

część przywspółczulna

piramidowy

pozapiramidowy

(sympatyczny)

(parasympatyczny)

Podział układu nerwowego – topograficzny

obwodowy układ

ośrodkowy układ

nerwowy

nerwowy

nerwy czaszkowe

rdzeń kręgowy

(12 par)

nerwy rdzeniowe

mózgowie

(31 par)

kresomózgowie

mózg

międzymózgowie
śródmózgowie

tyłomózgowie wtórne
rdzeniomózgowie

pień mózgu

rozwojowy

czynnościowy

Ośrodkowy układ nerwowy



Centralny układ nerwowy stanowi mózg i rdzeń kręgowy



Rdzeń kręgowy znajduje się w kanale utworzonym przez łuki rdzeniowe kręgów, a mózg w

komorze chronionej kośćmi czaszki


Dodatkową ochroną tych organów są opony:



zewnętrzna - twardówka



środkowa - pajęczynówka



wewnętrzna - naczyniówka



Ciała neuronów tworzą w ośrodkowym układzie nerwowym tzw. substancję szarą, a pęczki

aksonów i dendryty - substancję białą

Budowa układu nerwowego

ISTOTA SZARA

ISTOTA BIAŁA

(ciała komórek nerwowych)

(wypustki nerwowe)

ułożona warstwowo

ułożona w skupiska

KORA

JĄDRA

duże

wiele małych jąder

pojedyncze małe jądra

(ogoniaste, skorupa,

(ciało kolankowate)

(istota czarna)

gałka blada,

migdałowate)

Budowa układu nerwowego


Układ nerwowy – dwa rodzaje komórek:



Neurony – komórki nerwowe, które są zdolne do otrzymywania informacji i przekazywania jej

innym neuronom


Komórki glejowe

Budowa neuronu:

–

drzewko końcowe

–

osłonki mielinowe

–

dendryty

–

tigroid

–

włókna nerwowe i kolbki synaptyczne sąsiedniej komórki

–

kolbki synaptyczne

–

akson (neuryt, włókno osiowe)

–

wzgórek aksonalny

–

ciało komórki (perykarion)

Komórka nerwowa

•

Neurony posiadające długi akson, który tworzy połączenie z innym rejonem układu nerwowego

nazywają się neuronami projekcyjnymi, neuronami głównymi i komórkami przekaźnikowymi
•

Neurony wewnętrzne lub interneurony znajdują się w całości wewnątrz jednego obszaru układu

nerwowego. Nie wszystkie neurony wewnętrzne posiadają akson

Komórki glejowe

•

Są drugim głównym składnikiem układu nerwowego, w niektórych obszarach są 10 razy

liczniejsze niż neurony
•

Najważniejszą rolą komórek glejowych jest kontrolowanie otoczenia neuronów. Są one

zaangażowane w wiele różnych funkcji

Komórki glejowe nie przewodzą impulsów nerwowych, lecz stanowią tkankę podporową dla
komórek nerwowych. Dzielimy je na:


Astrocyty są to duże komórki glejowe mające liczne wypustki. Część wypustek otacza

naczynia krwionośne włosowate, inne zaś stykają się z komórkami nerwowymi. W ten sposób

astrocyty pośredniczą w wymianie substancji budulcowych i produktów przemiany materii
pomiędzy krwią a komórkami nerwowymi


Regulują również zewnątrzkomórkowe stężenie jonów K+ oraz usuwają neuroprzekaźnik ze

szczeliny synaptycznej


Tworzą barierę krew-mózg

Komórki glejowe


Oligodendrocyty – w centralnym układzie nerwowym wytwarzają mielinę, która spełnia

funkcję izolatora oddzielającego od siebie komórki nerwowe


Komórki Schwanna- w obwodowym układzie nerwowym wytwarzają osłonkę mielinową



Osłonka jest tworzona przez mezakson komórki glejowej

i owija się wielokrotnie wokół aksonu. Wzdłuż aksonu, w regularnych odstępach, osłonka

traci swoją ciągłość, tworząc wąskie przerwy zwane przewężeniami Ranviera. W tych miejscach
błona komórkowa aksonu jest nieosłonięta.

Komórki glejowe


Komórki mikrogleju małe komórki wykazujące właściwości

żerne, otaczając miejsca uszkodzone w układzie nerwowym

i pożerając fragmenty obumarłych komórek nerwowych.
Wytwarzają interkulinę 1, czynnik o budowie peptydowej

wywołujący odczyn gorączkowy


Komórki satelitarne, których zadaniem jest podtrzymywanie fizyczne neuronów w

obwodowym układzie nerwowym

Pobudliwość i pobudzenie



Pobudzenie - zmiana właściwości błony komórkowej lub metabolizmu komórkowego pod

wpływem czynników działających z zewnątrz komórki, czyli pod wpływem bodźców


Pobudliwość - zdolność reagowania na bodziec



Bodziec - zmiana środowiska wywołująca reakcję



Bodziec progowy - bodziec o najmniejszej sile wywołujący reakcję



Bodziec podprogowy - zbyt słaby, aby wywołać reakcję



Bodźce fizjologiczne - nie uszkadzają komórki i wywołują całkowicie odwracalne procesy



Potencjał spoczynkowy - stan neuronu, kiedy jest on nieaktywny. W tym czasie na

powierzchni neuronu występują ładunki dodatnie, natomiast w jego wnętrzu ładunki ujemne


Potencjał czynnościowy – chwilowa zmiana wartości potencjału błony komórkowej, czyli

proces przesuwania się depolaryzacji wzdłuż błony


Depolaryzacja proces zachodzący pod wpływem

bodźca, w którym błona neuronu staje się
przepuszczalna dla jonów sodu, które wchodzą do

komórki i powodują dodatnie naładowanie jej
wnętrza


Potencjał progowy czyli krytyczny potencjał błony komórkowej ciała neuronu, poniżej

którego nie ma odpowiedzi nerwowej pobudzanego organizmu (organu, komórki)


Prawo „wszystko albo nic” - prawo mówiące, że organizm odpowiada na bodziec na dwa

sposoby: albo nie ma odpowiedzi nerwowej wcale, albo jest i jej natężenie nie zmienia się w

zależności od intensywności bodźca


Potencjał iglicowy charakteryzuje się szybko narastającą depolaryzacją błony komórkowej.

Ten bardzo krótko trwający dodatni potencjał wewnątrzkomórkowy określa się jako nadstrzał


Repolaryzacja - po szybko narastającej depolaryzacji zakończonej nadstrzałem, następuje

powrót błony komórkowej do stanu spoczynkowego

Przewodzenie impulsów we włóknach bezrdzennych


W warunkach fizjologicznych błona komórkowa odcinka początkowego aksonu zmienia

wtórnie swoje właściwości pod wpływem występującego w ciele neuronu potencjału
pobudzającego. W odcinku początkowym aksonu dochodzi do generowania impulsu nerwowego

przesuwającego się następnie w kierunku od ciała komórki do zakończenia aksonu. Włókno
nerwowe można również pobudzić działając bodźcem na dowolny jego odcinek. W tym wypadku

impuls nerwowy rozchodzi się od miejsca pobudzenia w obu kierunkach, do perykarionu i do
zakończenia aksonu.


We włóknach bez osłonki mielinowej fala depolaryzacji przesuwa się w sposób ciągły, a wraz

za nią postępuje repolaryzacja

Przewodzenie impulsów we włóknach rdzennych


Depolaryzacja odcinka początkowego aksonu jest spowodowana gwałtownym napływem

jonów sodowych do wnętrza aksonu i ruchem tych jonów w całym otoczeniu. Następnie

depolaryzacja skokowo obejmuje odcinki błony komórkowej w coraz to dalszych cieśniach
węzłów.


Osłonka mielinowa spełnia funkcję izolatora i w miejscach, w których otacza ona akson, nie

występuje ruch jonów przez błonę komórkową. Dzięki temu depolaryzacja błony komórkowej

aksonu może przeskakiwać od cieśni do cieśni węzła, pomijając odcinki aksonu otoczone osłonką
mielinową


Skokowe przewodzenie impulsów nerwowych we włóknach rdzennych jest znacznie szybsze

niż we włóknach bezrdzennych

Stwardnienie rozsiane


Postępująca choroba zwyrodnieniowa, cechująca się zanikaniem fragmentów osłonki

mielinowej na aksonach


Choroba autoimmunologiczna, w której układ odpornościowy wadliwie rozpoznaje jedno lub

kilka białek wchodzących w skład osłonki mielinowej jako obce

Efektem tych uszkodzeń jest zaburzone przewodnictwo komórek

Synapsa chemiczna

- neuron presynaptyczny

- pęcherzyk presynaptyczny
- neurotransmiter

- szczelina synaptyczna
- neuron receptor

- postsynaptyczny
- impuls postsynaptyczny

- błona postsynaptyczna

Transmitery pobudzające


Transmitery chemiczne depolaryzujące błonę postsynaptyczną. Po ich związaniu się

z receptorem w błonie pstsynaptycznej dochodzi do tzw. aktywacji sodowej i otwierają się kanały
dla dokomórkowego prądu jonów sodowych


Należą do nich: acetylocholina, aminy (dopamina, adrenalina, noradrenalina, serotonina,

histamina) oraz aminokwasy (sole kwasu asparaginowego i glutaminowego)

Transmitery hamujące


Postsynaptyczny potencjał hamujący powstaje w błonie postsynaptycznej pod wpływem

związku chemicznego wydzielanego przez synapsy hamujące. Pod wpływem tego związku, który

jest transmiterem hamującym, jony Cl- wchodzą do wnętrza neuronu.


Do transmiterów hamujących zaliczamy kwas gamma-aminomasłowy (GABA) oraz glicynę

Neuroprzekaźniki, neurotransmitery

monoaminy

neuropeptydy

aminokwasy

dopamina (DA)

endorfiny

asparaginian

serotonina (5HT)

enkefaliny

glutaminian

acetylocholina (Ach)

wazopresyna

noradrenalina (NA)

neuropeptyd Y

norepinefryna (NE)

oksytocyna

adrenalina (AD)

Synapsa elektryczna


Potencjał czynnościowy może być przekazywany z jednej komórki do drugiej poprzez synapsę

elektryczną nazywaną też połączeniem szczelinowym


Tego typu synapsa stanowi bezpośrednie elektryczne połączenie pomiędzy komórkami

Odległość pomiędzy błonami komórek jest w takiej synapsie mniejsza niż w synapsie chemicznej i
wynosi zaledwie 3-5 nm


W błonach obu kontaktujących się komórek w rejonie złącza znajdują się cząsteczki białka

(koneksyny) tworzące razem tzw. konekson


Dzięki temu potencjał czynnościowy z jednej z tych komórek przenosi się bez pośrednictwa

etapu chemicznego do drugiej z nich

Synapsa elektryczna


Zaletą synaps elektrycznych jest:



niewątpliwie szybkość ich działania - sygnał jest przekazywany pomiędzy

komórkami praktycznie bez opóźnienia


wierność przekazu (bez zniekształcenia)



działanie dwukierunkowe



Zastosowanie:



szybkie działanie (np. odruch ucieczki)



synchroniczne działanie dużych grup neuronów



komunikacja w komórkach glejowych



W odróżnieniu jednak od synaps chemicznych istnieje znacznie mniej możliwości regulowania

ich działania


Z tego względu synapsy elektryczne spotykane są w organizmie jedynie tam, gdzie istnieje

potrzeba szybkiego przekazania potencjału czynnościowego praktycznie bez możliwości
wyrafinowanego sterowania tym przekazem (np. w niektórych częściach mięśnia serca)

8. Łuk odruchowy

Łuk odruchowy to droga którą biegną impulsy nerwowe podczas reakcji odruchowej. Impulsy

biegną z receptora bólu do rdzenia kręgowego, a następnie z powrotem do mięśnia. Każda
reakcja odruchowa ma własny, charakterystyczny dla niej łuk odruchowy.

Neuron czuciowy – przewodzi impuls do rdzenia kręgowego

Neuron pośredniczący – przewodzi impulsy z neurony czuciowego do neurony ruchowego
Neuron ruchowy – przewodzi impulsy z rdzenia kręgowego do mięśni

Łuk odruchowy



Część dośrodkowa złożona z receptora, który pobudzony wyzwala impulsy nerwowe w

neuronie aferentnym. Wypustki tego neuronu przenoszą impuls do ośrodków układu nerwowego



Część ośrodkowa znajdująca się w substancji szarej ośrodkowego układu nerwowego. Składa

się z neuronów przewodzących impulsy odśrodkowo połączonych synapsami z wypustką

dośrodkową



Część odśrodkowa złożona z komórki nerwowej ruchowej (eferentnej) przewodzącej impulsy z

ośrodkowego układu nerwowego do narządu wykonawczego (efektora) - mięśnia lub gruczołu



Włókna nerwowe doprowadzające i odprowadzające impulsy przebiegają z reguły nie w

oddzielnych lecz w jednym nerwie

Część czuciowa

Część ruchowa

Droga dośrodkowa

Droga odśrodkowa

Receptor

Ośrodek

Efektor

W zależności od liczby neuronów w ośrodkach nerwowych przewodzących impulsy
nerwowe od receptora do efektora, odruchy dzielimy na:



proste (monosynaptyczne)- neuron czuciowy przekazuje pobudzenie bezpośrednio na neuron

ruchowy. Występuje jedna synapsa. Tylko jeden typ odruchów: odruch na rozciąganie.



złożone (polisynaptyczne)- pomiędzy neuronem czuciowym a neuronem ruchowym

wewnątrz ośrodka nerwowego włączony jest jeden lub kilka neuronów pośredniczących.
Występują dwie lub więcej synaps.

Odruchy

•

Odruch jest to odpowiedź efektora wywołana przez bodziec działający na receptor i
wyzwolona za pośrednictwem układu nerwowego

•

Droga jaką przebywa impuls nerwowy od receptora do efektora, nazywa się łukiem
odruchowym

•

W rozwoju filogenetycznym wykształciły się drogi dla impulsów nerwowych łączące
określone receptory z określonymi efektorami. Są to połączenia wrodzone, które w miarę

rozwoju organizmu, zaczynają przewodzić impulsy nerwowe. Dzięki tym wrodzonym
połączeniom bodziec działający na określony receptor wyzwala odpowiedź określonego

efektora. Odpowiedź na bodziec jest odruchem wrodzonym (bezwarunkowym)

•

W rozwoju ontogenetycznym wytwarzają się również nowe połączenia pomiędzy różnymi
ośrodkami. Dzięki temu pojawiają się nowe odruchy, które są odruchami nabytymi, czyli

odruchami warunkowymi. Wytworzenie się nowego połączenia pomiędzy ośrodkami
wymaga pewnych określonych warunków. Występowanie odruchu nabytego jest

uwarunkowane działaniem zespołu bodźców. Zmiany zachodzące w zespołach bodźców
prowadzą do zahamowania lub przekształcenia się wcześniej wytworzonych odruchów

warunkowych i tworzenia się nowych odruchów warunkowych

•

Odruchy nabyte charakteryzują się dużą zmiennością odpowiedzi na bodźce, w

przeciwieństwie do odruchów wrodzonych, które dają zawsze tę samą odpowiedź na ten
sam bodziec

Łuk biegnie nie tylko przez rdzeń kręgowy ale także przez ośrodki wyższe,

położone w mózgowiu, jak również przez korę mózgową.



Odruch bezwarunkowy - łuk odruchowy zachodzi przy udziale synaps

zlokalizowanych w ośrodkach rdzenia kręgowego lub pnia mózgu



Odruch warunkowy - wykształcony przy udziale ośrodków nerwowych w korze mózgowej

•

Odruch

- szybka, stereotypowa, automatyczna odpowiedź organizmu na bodziec,

zachodząca przy udziale ośrodkowego układu nerwowego

•

Odruch bezwarunkowy

- wrodzony

•

Odruch warunkowy - nabyty przez wielokrotny kontakt z tym samym bodźcem

Rdzeń kręgowy i mózgowie

kierują większością czynności ciała. Istota szara rdzenia

kręgowego zawiera komórki odpowiedzialne za czynności odruchowe. Istota biała, tworząc

zewnętrzną warstwę rdzenia, składa się z włókien nerwowych, które przewodzą sygnały z
mózgowia i do mózgowia oraz, poprzez 31 par nerwów rdzeniowych, do wszystkich części ciała.

Drogi nerwowe rdzenia kręgowego

•

Drogi nerwowe rdzenia kręgowego można podzielić na:
◦

drogi własne rdzenia związane z jego czynnością odruchową

◦

drogi przewodzące impulsy do mózgowia – rdzeniowo-mózgowe

◦

drogi przewodzące impulsy z mózgowia – mózgowo-rdzeniowe

Drogi własne rdzenia kręgowego

•

Utworzone są przez aksony większości komórek nerwowych rdzenia, które dzielą się w
istocie szarej lub po wyjściu z niej do istoty białej na dwie gałęzie wstępującą i zstępującą

•

Włókna te tworzą w istocie białej pęczki własne, najliczniejsze w sznurze przednim i
bocznym

•

Umożliwiają koordynację czynności różnych części rdzenia kręgowego. Wraz ze swymi
komórkami macierzystymi pośredniczą w przekazywaniu impulsów z obwodowych

neuronów czuciowych na neurony ruchowe (somatyczne lub autonomiczne) leżące w
różnych odcinkach rdzenia

•

Na tej drodze odbywają się liczne odruchy tzw. rdzeniowe

Drogi rdzeniowo-mózgowe

•

Pośredniczą w przekazywaniu impulsów nerwowych z receptorów do mózgowia – są więc

drogami czuciowymi

•

Wśród nich wyróżniamy:

– drogi wstępujące sznura tylnego (rdzeniowoopuszkowe)
– drogi czuciowe sznura bocznego i przedniego (rdzeniowo- wzgórzowe)

– drogi rdzeniowo- móżdżkowe

Drogi wstępujące sznura tylnego

•

Drogi czuciowe, będące odgałęzieniami aksonów komórek pozornie jednobiegunowych

zwojów rdzeniowych

•

W sznurze tylnym istoty białej rdzenia tworzą dwa pęczki włókien wstępujących:

przyśrodkowy - pęczek smukły i boczny - pęczek klinowaty

•

Pęczek smukły występuje na całej długości rdzenia kręgowego, natomiast pęczek

klinowaty otrzymuje włókna z górnej części ciała - z najwyższych segmentów piersiowych
oraz szyjnych

•

Drogi te biegną dalej do rdzenia przedłużonego, zwanego również opuszką rdzenia
kręgowego

•

Obydwa pęczki sznura tylnego kończą się w jądrach, odpowiednio nazwanych: smukłych i
klinowatych rdzenia przedłużonego

•

Neuryty tych jąder tworzą drugi neuron dróg wstępujących sznura tylnego. Większość
włókien przechodzi w rdzeniu przedłużonym na stronę przeciwległą i w postaci wstęgi

przyśrodkowej dochodzi do wzgórza. Tu rozpoczyna się trzeci neuron, który biegnie od
wzgórza do kory mózgowej „czuciowej”

•

Drogi te przewodzą impulsy informacji epikrytycznych określanych jako czucie głębokie.
Receptory dla tych impulsów znajdują się w skórze oraz narządach ruchu

•

Drogi sznura tylnego umożliwiają dokładne odróżnienie podniet według ich
umiejscowienia, sposobu powstawania i rodzaju. Przewodzą informacje o ruchach

czynnych i biernych, umożliwiając rozpoznanie ułożenia poszczególnych części ciała
nawet bez pomocy wzroku

Drogi rdzeniowo-wzgórzowe

•

Rozpoczynają się w komórkach rogów tylnych istoty szarej rdzenia. Neuryty tych
komórek przechodzą na stronę przeciwną i biegną w sznurze przednim lub bocznym

istoty białej w kierunku domózgowym

•

Większość włókien tej drogi dochodzi do wzgórza, skąd impulsy przewodzone są do

ośrodków czuciowych kory

•

W przebiegu przez pień mózgu drogi rdzeniowo - wzgórzowe oddają bocznice do tworu

siatkowatego tyłomózgowia i śródmózgowia oraz do blaszki pokrywy śródmózgowia

•

Prowadzą one impulsy dotyku powierzchownego, ucisku, bólu i temperatury

•

Receptory tej drogi znajdują się w tkankach powierzchownych (w skórze, błonach
śluzowych jamy ustnej i nosowej, w spojówkach oczu, w tkance podskórnej) i są to

mechanoreceptory, termoreceptory, chemoreceptory oraz receptory odbierające
wrażenie bólowe

•

Uważa się, że droga rdzeniowo – wzgórzowa przednia prowadzi wrażenia dotyku i ucisku,
a boczna - czucia bólu i temperatury

Drogi rdzeniowo-móżdżkowe

•

Drogi te skupione są w dwóch pęczkach: przednim i tylnym

•

Droga przednia rozpoczyna się w komórkach rogów tylnych istoty szarej, głównie w

segmentach lędźwiowych. Aksony komórek biegną na stronę przeciwną rdzenia, wnikają
do sznurów przednich istoty białej i poprzez rdzeń przedłużony, most i konary górne

móżdżku dochodzą do robaka móżdżku

•

Droga tylna jest utworzona z aksonów komórek jądra grzbietowego tej samej strony.

Większość włókien tej drogi pochodzi z segmentów dolnych piersiowych i górnych
lędźwiowych. Włókna wychodzące z jądra grzbietowego biegną łukowato do sznurów

tylnych istoty białej po tej samej stronie rdzenia. Droga ta dociera do móżdżku poprzez
rdzeń przedłużony oraz konary dolne móżdżku

•

Drogi rdzeniowo - móżdżkowe prowadzą do móżdżku impulsy z mięśni i stawów (tzw.
nieświadome czucie proprioceptywne lub kinestetyczne) i w ten sposób powodują, że

móżdżek jest ośrodkiem dla kontroli ruchów

•

Drogi te przewodzą również wrażenia eksteroceptywne, np. ze skóry

Drogi rdzenia kręgowego

•

Przez rdzeń kręgowy przechodzą również drogi informacyjne z narządów wewnętrznych
tzw. drogi interoceptywne lub wisceroceptywne

•

Receptory tych dróg znajdują się w ścianach naczyń, w ścianach narządów oraz trzewnych
błonach surowiczych

•

Przekazują one informacje bólowe, informacje wywołane rozciąganiem ścian naczyń lub
narządów oraz informacje dotyczące składu chemicznego krwi, chłonki i innych płynów

ustrojowych. Znaczną część tych informacji, która nie dociera do naszej świadomości, jest
przeznaczona dla ośrodków pozakorowych, które na ich podstawie sterują różnymi

czynnościami wegetatywnymi ustroju

Drogi zstępujące rdzenia kręgowego

•

Drogi zstępujące rdzenia kręgowego czyli korowo - rdzeniowe można podzielić na:

•

drogi rozpoczynające się w korze mózgowej, czyli piramidowe

•

biorące początek w ośrodkach ruchowych pnia mózgu, zwane drogami
pozapiramidowymi

•

drogi wychodzące z ośrodków autonomicznych mózgowia, które biegną do jąder
współczulnych i przywspółczulnych rdzenia kręgowego

•

Dwie pierwsze grupy dróg działają wyłącznie na mięśnie szkieletowe i kierują ruchami
zależnymi od naszej woli

•

Drogi układu autonomicznego prowadzą impulsy do mięśni gładkich, mięśnia sercowego i
gruczołów

Drogi piramidowe

•

Utworzone są przez aksony komórek piramidowych kory mózgowej. Z kory biegną przez
torebkę wewnętrzną do odnóg mózgu, stąd przez brzuszną część mostu do rdzenia

przedłużonego

•

Na przebiegu w śródmózgowiu, moście i rdzeniu przedłużonym część dróg piramidowych

odłącza się, dochodząc kolejno do jąder ruchowych nerwów czaszkowych tworząc drogi
korowojądrowe

•

Pozostała część włókien przed wejściem do rdzeni kręgowego krzyżuje się częściowo w
piramidach rdzenia przedłużonego. Włókna skrzyżowane (80-90%) biegną do sznurów

bocznych istoty białej rdzenia kręgowego, a nie skrzyżowane (10-20%) do przednich. Stąd
biegną do istoty szarej rdzenia łącząc się z komórkami ruchowymi rogów przednich lub z

neuronami pośredniczącymi najbliższego ich otoczenia.

•

Drogi piramidowe występują tylko u człowieka i małp człekokształtnych

•

Układ piramidowy kieruje wykonywaniem ruchów świadomych, dowolnych i
zamierzonych. Układ ten podlega wyłącznie ośrodkom korowym. To sterowanie układu

ruchu wymaga jednak kontroli wielu ośrodków, które mając własne drogi informacyjne,
muszą dostosować rozkazy kory do aktualnych sytuacji w narządach ruchu i środowisku

zewnętrznym. Często muszą też bez udziału kory wydawać polecenia narządom ruchu,
dotyczące np. postawy i napięcia mięśniowego. Rolę tę spełnia układ pozapiramidowy,

mając swe ośrodki w pniu mózgu

Drogi pozapiramidowe

•

Do ośrodków układu pozapiramidowego zaliczyć należy prążkowie, gałkę bladą, jądro

niskowzgórzowe oraz istotę czarną i jądra czerwienne

•

Drogi piramidowe i pozapiramidowe są nawzajem tak ze sobą połączone, że każdy nowy,

dowolny ruch, dotychczas nie wykonywany, w pierwszej kolejności jest kierowany przez
drogi piramidowe, a gdy zostanie utrwalony, przejmują go drogi pozapiramidowe

Znaczenie rdzenia kręgowego

•

Rdzeń kręgowy jest narządem odruchów i narządem przewodzenia

•

Jako narząd odruchów przyjmuje poprzez neurony informacyjne korzeni tylnych
pobudzenie z receptorów i bez oddziaływania ośrodków położonych w mózgowiu inicjuje

stereotypowe, odruchowe czynności mięśni szkieletowych, mięśni gładkich oraz
gruczołów, które służą do utrzymania życia ustroju

•

Czynność rdzenia kręgowego jako narządu przewodzącego polega na przekazywaniu
impulsów informacyjnych z receptorów do wyższych pięter układu nerwowego oraz

impulsów ruchowych z ośrodków pnia mózgu i kory na obwód do efektorów

9. AUTONOMICZNY

Układ nerwowy autonomiczny

•

Układ nerwowy autonomiczny – reguluje czynności życiowe wegetatywne związane z
pracą narządów wewnętrznych oraz kontrolą układów oddychania, trawienia, przemiany

materii, rozmnażania i innych, które są związane z utrzymaniem stałości środowiska
wewnętrznego ustroju (homeostaza)

•

Powyższe czynności dokonują się z reguły bez udziału świadomości i woli. Utrzymują się
także podczas utraty przytomności

•

Istnieją bardzo ścisłe powiązania między układem autonomicznym a psychiką. Szeregu
stanom emocjonalnym np. strach, gniew, radość, towarzyszą reakcje wegetatywne:

zblednięcie, pot, gęsia skórka

•

Termin autonomiczny oznacza, że układ ten może działać niezależnie, chociaż w

rzeczywistości nie znajduje to potwierdzenia, ponieważ układ ośrodkowy i autonomiczny
są ze sobą czynnościowo i topograficznie ściśle powiązane lokalizacją ośrodków i

przebiegiem dróg nerwowych
◦

unerwia mięśnie gładkie, mięsień sercowy i gruczoły

◦

zwoje nerwowe występują również poza układem ośrodkowym

◦

droga nerwowa eferentna (ruchowa) składa się zawsze z dwóch neuronów:

przedzwojowego, który rozpoczyna się w ośrodku autonomicznym w pniu mózgu lub
rdzeniu kręgowym, a kończy w zwoju obwodowym oraz pozazwojowego, który w tym

zwoju się rozpoczyna i kończy w tkankach narządu (do efektorów dochodzi zawsze
włókno pozazwojowe)

◦

impulsy przewodzone są wolno (0,5-5m/s)

◦

w synapsach ruchowych wydzielana jest nie tylko acetylocholina, lecz również

noradrenalina

◦

ośrodki nadrzędne dla układu autonomicznego znajdują się w pniu mózgu oraz korze

mózgu. Głównym ośrodkiem regulującym czynność układu autonomicznego jest
podwzgórze, które integruje czynności tego układu z gruczołami dokrewnymi

(przysadką mózgową), a także przez układ limbiczny z układem ruchowym i korą.
Ośrodki pnia mózgu podlegają ośrodkom korowym, które znajdują się na dolnej

powierzchni płata czołowego, w wyspie i w zakrętach obręczy tworząc tzw. mózg
trzewny

•

Układ nerwowy autonomiczny dzieli się na dwie części: część współczulną i część
przywspółczulną

•

Różnią się one od siebie odmienną lokalizacją ośrodków w układzie nerwowym
ośrodkowym oraz właściwościami fizjologicznymi i farmakologicznymi

•

Obie części cechuje antagonizm czynnościowy, tzn., że obie części działają na ogół w
sposób przeciwstawny na wiele narządów

Część współczulna

•

Układ nerwowy współczulny to sieć neuronów, której rolą jest przygotowanie narządów
wewnętrznych do wydatkowania energii

•

Składa się z dwóch zwojów ułożonych wzdłuż środkowego odcinka rdzenia kręgowego
(segmenty piersiowe i lędźwiowe), połączonych przez wiązki aksonów

•

Zwój to skupisko ciał komórek nerwowych poza ośrodkowym układem nerwowym4

•

Wychodzące ze zwojów współczulnych włókna nerwowe docierają do narządów

wewnętrznych i przygotowują je do zachowań typu „walcz lub uciekaj”, a więc nasilają
aktywność oddechową, podwyższają tętno oraz hamują procesy trawienne

•

Ze względu na to, że wszystkie zwoje są ze sobą połączone, często działają w sposób
skoordynowany, choć niekiedy jena część może być bardziej pobudzana niż inne

•

Ośrodki części współczulnej znajdują się w rogach bocznych istoty szarej odcinka
piersiowego rdzenia (C8-L3) w postaci jąder pośredniobocznych

•

Aksony komórek tworzących jądra, stanowiące włókna przedzwojowe mielinowe (białe)
wychodzą z rogów bocznych do korzeni brzusznych, stąd, po dojściu do nerwów

rdzeniowych, oddzielają się jako tzw. gałęzie łączące białe i dochodzą w większości do pni
współczulnych lub do komórek współczulnych, leżących bardziej obwodowo w tzw.

zwojach przedkręgowych lub jeszcze dalej w ścianach narządów

•

W zwojach współczulnych włókna przedzwojowe tworzą synapsy przełączając impulsy na

komórki zwojów, których aksony tworzące włókna pozazwojowe skąpomielinowe (szare)
dołączają w większości do nerwów rdzeniowych i tą drogą docierają do efektorów.

•

Stosunek liczbowy włókien przedzwojowych do pozazwojowych wynosi przeciętnie 1:2

•

Włókna przedzwojowe i pozazwojowe nie stanowią odrębnych tworów anatomicznych.

Wszystkie zawierają domieszkę włókien informacyjnych, a niektóre (w odcinku szyjnym i
piersiowym pni współczulnych) mogą przenosić włókna ruchowe rogów przednich do

bliskich mięśni np. przepony

Do ośrodków współczulnych rogów bocznych istoty szarej rdzenia kręgowego zalicza się:

•

Ośrodek naczynioruchowy – leży w segmentach piersiowych i górnych lędźwiowych,
podrażnienie powoduje skurcz mięśniówki gładkiej naczyń, wzmożone napięcie ścian

tętnic oraz zwężenie ich światła

•

Ośrodek wydzielania potu – leży podobnie jak poprzedni, uszkodzenie prowadzi do

zaburzeń lub zahamowania wydzielania potu

•

Ośrodek włosoruchowy – leży podobnie jak poprzedni, podrażnienie powoduje skurcz

mięśni przywłosowych, czyli tzw. jeżenie włosów i gęsią skórkę

•

Ośrodek rzęskowo-rdzeniowy – leży między segmentami C8 a Th2, podrażnienie powoduje

rozszerzenie źrenicy i szpary powiek oraz wytrzeszcz gałki ocznej

•

Ośrodek hamujący wydalanie moczu – leży między segmentami Th11 a L3, u mężczyzn

wpływa również na wytrysk nasienia

•

Część przykręgowa, części współczulnej stanowi parzysty pień współczulny, który rozciąga

się od podstawy czaszki do poziomu pierwszego kręgu guzicznego, gdzie łączą się ze
zwojem nieparzystym.

•

W pniu współczulnym odróżniamy 3 zwoje szyjne, 10-12 zwojów piersiowych, 3-5
lędźwiowych, 4 krzyżowe i 1 nieparzysty zwój guziczny.

•

Zwoje pnia współczulnego połączone są gałęziami międzyzwojowymi.

•

Pnie współczulne oddają również gałęzie zwane nerwami trzewnymi i naczyniowymi.

Część współczulna c.d.

•

Włókna gałęzi trzewnych i naczyniowych w większej części nie biegną bezpośrednio do
narządów, lecz najpierw do zwojów przedkręgowych. Odchodzące od zwojów gałęzie

nerwowe łączą się z sąsiednimi gałęziami w gęste sploty i w tej postaci dochodzą do
narządów wykonawczych (serce, naczynia, trzewia klatki piersiowej, jamy brzusznej)

•

Sploty oprócz włókien współczulnych zawierają również włókna przywspółczulne
czuciowe.

•

W splotach włókna przywspółczulne łączą się z włóknami nerwów pni współczulnych i w
postaci wspólnych nerwów osiągają unerwiane przez siebie narządy.

•

Zespół splotów przedkręgowych klatki piersiowej nosi nazwę splotu śródpiersiowego.
Składają się na niego sploty zaopatrujące narządy i noszące nazwy tych narządów (splot

sercowy, tchawiczy, oskrzelowy, przełykowy itp.)

•

W jamie brzusznej sploty dzielimy na:
◦

splot trzewny (słoneczny), który otacza pień trzewny i tętnicę krezkową górną.
Zaopatruje trzewia parzyste jamy brzusznej, część przewodu pokarmowego oraz

wątrobę, trzustkę i śledzionę

◦

splot międzykrezkowy , który zaopatruje pozostałą część przewodu pokarmowego

•

W miednicy małej znajduje się parzysty splot miedniczy, który zaopatruje odbytnicę,
pęcherz moczowy i narządy płciowe.

Część przywspółczulna

•

Układ nerwowy przywspółczulny steruje wegetatywną, niezwiązaną z reagowaniem na

zagrożenie aktywnością narządów wewnętrznych

•

Jak to sugeruje przedrostek przy, układ przywspółczulny jest blisko związany z

współczulnym, ale najczęściej jego działanie jest przeciwstawne, np. współczulny
podwyższa tętno, a przywspółczulny obniża

•

W przeciwieństwie do zwojów współczulnych, zwoje przywspółczulne nie występują w
formie łańcucha biegnącego wzdłuż rdzenia kręgowego

•

Do cech charakterystycznych układu przywspółczulnego zaliczamy:
◦

Występowanie neuronów ośrodkowych (przedzwojowych) w pniu mózgu oraz części

krzyżowej rdzenia kręgowego, a neuronów obwodowych (pozazwojowych) w zwojach
przedkręgowych lub ściennych. Z tego powodu włókna przedzwojowe są dłuższe od

pozazwojowych

◦

Większa liczbę włókien zazwojowych niż w układzie współczulnym (1:15 lub nawet

1:32)

◦

Wspólny przebieg włókien przywspółczulnych z niektórymi nerwami czaszkowymi i

rdzeniowymi

◦

Wspólny mediator we włóknach przedzwojowych i zazwojowych – acetylocholina.

Stąd część przywspółczulną określa się mianem cholinergicznej

◦

Omijanie przez włókna przedzwojowe zwojów pnia współczulnego

◦

Zawiaduje procesami asymilacyjnymi, dlatego zwiększenie tych czynności powoduje
spadek podstawowej przemiany materii i obniżenie temperatury ciała.

◦

Działa „trofotropowo” czyli stymulująco na procesy odnowy, poprzez hamowanie
zużycia materii i energii, pobudzanie procesów przyjmowania, trawienia i wchłaniania

pokarmów

Do ośrodków układu przywspółczulnego znajdującego się w pniu mózgu zaliczamy:



jądro nerwu okoruchowego (III) – leży w śródmózgowiu. Włókna przedzwojowe biegną
do zwoju rzęskowego w oczodole, a pozazwojowe do mięśnia rzęskowego i zwieracza

źrenicy



jądro nerwu twarzowego (VII) – leży w moście. Włókna przedzwojowe biegną do zwoju

podżuchwowego oraz skrzydłowo-podniebiennego i dochodzą do ślinianki
podżuchwowej i podjęzykowej oraz gruczołów językowych. Włókna pozazwojowe

odchodzą od zwoju skrzydłowo-podniebiennego i docierają do gruczołu łzowego,
gruczołów jamy nosowej i podniebienia



jądro nerwu językowo-gardłowego (IX) – leży w rdzeniu przedłużonym. Włókna
przedzwojowe dochodzą do zwoju usznego. Włókna pozazwojowe docierają do

ślinianki przyusznej, gruczołów policzkowych i wargowych



jądro nerwu błędnego (X) – leży w rdzeniu przedłużonym. Włókna przedzwojowe

dochodzą do zwojów splotu śródpiersiowego i trzewnego oraz do zwojów
śródściennych. Włókna pozazwojowe unerwiają narządy głowy, szyi, klatki piersiowej i

większość narządów brzusznych

•

Część krzyżowa układu przywspółczulnego obejmuje włókna przywspółczulne
rozpoczynające się w jądrze pośrednio-przyśrodkowym leżącym w odcinkach S2-S4.

Włókna przedzwojowe opuszczają rdzeń głównie korzeniami brzusznymi nerwów
rdzeniowych, a następnie oddzielają się od nich jako nerwy miednicze. Dochodzą one do

zwojów miedniczych i śródściennych narządów.

•

Włókna pozazwojowe unerwiają narządy miednicy mniejszej i niektóre narządy jamy

brzusznej. Powodują wzrost napięcia mięśni gładkich pęcherza moczowego, jelit, rozkurcz
zwieraczy wewnętrznych odbytu, cewki moczowej, wzwód prącia i ejakulację

•

Z zespolenia włókien zazwojowych części współczulnej i przywspółczulnej powstają w
jamach ciała lub ścianach narządów sploty autonomiczne, zawierające również włókna

informacyjne

•

W ich skład wchodzą również zwoje autonomiczne, głównie przywspółczulne, w których

występują synapsy włókien przedzwojowych i zazwojowych

•

Są to sploty: śródpiersiowy, trzewny, międzykrezkowy i miedniczy

Porównanie układu współczulnego i przywspółczulnego

•

Dzięki temu, że w obu układach występują inne neuroprzekaźniki, możliwe jest użycie
leków, które selektywnie hamują działanie jednego lub drugiego układu, czyli następuje

blokada aktywności przywspółczulnej lub nasilanie aktywności współczulnej

Charakterystyka

Układ współczulny

Układ przywspółczulny

Ogólne działanie

Przygotowuje organizm do

Doprowadza organizm do

„stawienia czoła” sytuacjom

stanu wyjściowego po

stresowym

ustąpieniu sytuacji
stresowej; podtrzymuje
wszystkie wegetatywne
funkcje organizmu na
normalnym poziomie

zasięg oddziaływania

obejmuje całe ciało

lokalny

Neuroprzekaźniki

noradrenalina

acetycholina

uwalniane
w synapsach

połączonych z
efektorem

trwałość efektu

długotrwały

krótkotrwały

ośrodki

odcinek piersiowy rdzenia

pień mózgu oraz część

kręgowego (C8-L3) – jądra

krzyżowa rdzenia

pośrednioboczne

kręgowego

CZĘŚĆ

PRZYWSPÓŁCZULNA

CZĘŚĆ

WSPÓŁCZULNA

Na zasadzie hamowania wzajemnie zwrotnego wzmożenie aktywności neuronów jednej części

układu autonomicznego regulujących czynność danego narządu zmniejsza aktywność
antagonistycznych neuronów jego drugiej części