2014-01-10
ZMYSA
Y MECHANICZNE
J.W. Kalat, str. 188-207
1. Reagują na nacisk, zginanie lub inne zniekształcenia receptora.
Biologiczne podstawy zachowań;
2. Zmysły mechaniczne: - dotyk
- ból
genetyka zachowania
- inne wrażenia z ciała
- zmysł równowagi
- słuch
Robert K. Filipkowski
[e-mail]
Spektrogram (przykład)
Właściwości dz
więku
niższy
subiektywna wysokość
wyższy
liczba drgań na sekundę (Hz)
cichszy
subiektywna głośność
głośniejszy natężenie dz
więku
Zakres słyszalności człowieka: 15 Hz  20 000 Hz (20 kHz)
Narząd słuchu; budowa ucha Receptory słuchu  komórki włoskowate ślimaka
UCHO
ZEWN
TRZNE ÅšRODKOWE WEWN
TRZNE
- małżowina uszna - kosteczki słuchowe: - ślimak
- kanał słuchowy - młoteczek, - narząd równowagi
zewnętrzny - kowadełko,
- strzemiÄ…czko
błona bębenkowa okienko owalne
nerw słuchowy
1
2014-01-10
Receptory słuchu  komórki włoskowate ślimaka, aktywacja
zasada częstotliwości  częstotliwość drgań = częstotliwość potencjałów czynnościowych
(teoretycznie możliwe do 1000 Hz ze względu na okres refrakcji)
zasada salwy  powyżej 100 Hz kilka komórek rejestruje szczyty fal dz
więkowych
Droga słuchowa
większość sygnałów wędruje
kontralateralnie
zasada częstotliwości  częstotliwość drgań = częstotliwość potencjałów czynnościowych
(teoretycznie możliwe do 1000 Hz ze względu na okres refrakcji)
pierwszorzędowa kora słuchowa
zasada salwy  powyżej 100 Hz kilka komórek rejestruje szczyty fal dz
więkowych
zasada miejsca  powyżej 4000 Hz decydują właściwości błony podstawnej wzgórek czworaczy dolny
miękka  przy wierzchołku
twarda  u podstawy
(obok okienka owalnego)
wzgórek czworaczy górny  część drogi wzrokowej!!!
Tonotopowa organizacja kory słuchowej
głuchota przewodzeniowa  uszkodzenie kosteczek ucha środkowego
leczenie:
aparat słuchowy / implant ślimakowy
2
2014-01-10
głuchota przewodzeniowa  uszkodzenie kosteczek ucha środkowego głuchota przewodzeniowa  uszkodzenie kosteczek ucha środkowego
głuchota nerwowa  uszkodzenie ucha wewnętrznego lub nerwu słuchowego głuchota nerwowa  uszkodzenie ucha wewnętrznego lub nerwu słuchowego
szumy uszne  tinnitus, przeważnie  słyszenie fantomowe powiązane z utratą zdolności
leczenie:
słyszenia wysokich tonów
implanty pniowe
mikrofon
przetwornik cyfrowy
połączenie
z nerwem słuchowym
lub pniem mózgu
różnica w głośności  dz
więk cichszy w  cieniu akustycznym
J.W. Kalat, str. 197-207
różnica czasie przybycia  szybciej do ucha bliższego z
ródła dz
więku
przesunięcie w fazie  fala dz
więkowa może być w innej fazie;
dla dz
więków o niskiej częstotliwości,
1. Reagują na nacisk, zginanie lub inne zniekształcenia receptora.
kluczowa wielkość głowy
2. Zmysły mechaniczne: - dotyk
- ból
J.W. Kalat, str. 194-195
- inne wrażenia z ciała
- zmysł równowagi
(- słuch)
1. Wykrywa pozycję i ruch głowy. Układ czucia somatycznego  somatosensoryczny
2. Narząd przedsionkowy (przylega do ślimaka): (przetwarza wrażenia z ciała i jego ruchów)
- narządy otolitowe (woreczek i łagiewka; otolity  ziarna węglanu wapnia)
- trzy przewody półkoliste Obejmuje wiele zmysłów:
(wypełnione galaretowatą substancją, wyścielone komórkami włoskowatymi) - różne odmiany dotyku,
- nacisk głęboki,
- czucie zimna,
- czucie ciepła,
- czucie bólu,
- czucie swędzenia,
- czucie Å‚askotania,
- czucie położenia i ruchu stawów.
3
2014-01-10
Różny przebieg dróg czucia; drogi czucia a drogi bólu
Ciała neuronów
I-rzędowych w zwojach
rdzeniowych lub czaszkowych
Dermatomy 
Obszary skóry unerwione
przez kolejne czuciowe nerwy
rdzeniowe
Neurony
I-rzędowe
II-rzędowe
J.W. Kalat, Rys. 7.14
III-rzędowe
Ból
- nieprzyjemne doznanie czuciowe i
emocjonalne, zwiÄ…zane z aktualnym,
potencjalnym lub domniemanym uszkodzeniem
tkanek organizmu
Międzynarodowe Towarzystwo Badań nad Bólem
Ból
subiektywne składniki bólu:
- sensoryczny
- emocjonalny
Cechy bólu:
por. J.W. Kalat, str. 204
- doznanie mało precyzyjne
- o słabo wyrażonej lokalizacji
- nie ulega habituacji
- podlega kontroli mechanizmów rdzeniowych i nadrdzeniowych
(pnia mózgu)
- niejednorodny (wiele rodzajów), np.
- ból fizjologiczny
- ból patologiczny
Ból fizjologiczny
Różny przebieg dróg czucia
Ciała neuronów
I-rzędowych w zwojach
- sygnalizator potencjalnego lub rzeczywistego uszkodzenia (znaczenie ochronne)
rdzeniowych lub czaszkowych
- przyczyny: - bodziec mechaniczny lub termiczny (®ðskóra)
- uderzenie w kość
- naprężenie więzadła
- naciągnięcie torebki stawowej
Ból patologiczny / przyczyny: - uszkodzenia mechaniczne
(skaleczenie, zranienie, złamania kości, zwichnięcia stawów)
- uszkodzenia chemiczne (działanie kwasów, zasad)
Ból patologiczny może - uszkodzenia termiczne (oparzenia)
Neurony
trwać mimo braku - zmiany zapalne
I-rzędowe
szkodliwego bodz
ca - procesy nowotworowe (np. rozrost, naciek, ucisk)
- niedokrwienie narządów II-rzędowe
- ucisk na nerwy (®ð nerwoból, rwa)
III-rzędowe
przyczyna  funkcjonalne
- uszkodzenie nerwów (®ð ból neuropatyczny)
zmiany w obwodowych
- kamienie nerkowe i żółciowe
neuronach czucia bólu
- zabiegi operacyjne
hiperanalgezja  nadwrażliwość na ból, nadmierne odczuwanie bólu
allodynia  odczuwanie jako bólowych takich bodz
ców, które normalnie nie sprawiają bólu
4
2014-01-10
Nocyceptory skóry (2 rodzaje)  receptory bólu:
Przyczyna bólu:
- mechaniczne receptory bólu: gołe zakończenia nerwowe zmielinizowanego aksonu
typu Ad, pobudzane przez ucisk, kłucie; odpowiedzialne za początkową percepcję bólu
aktywacja nocyceptorów (receptory bólu);
(ostry, kłujący, zlokalizowany)
ich drażnienie powoduje odruchy obronne (nocyceptywne)
- nocyceptory polimodalne: gołe zakończenia niezmielinizowanych włókien typu C;
pobudzane przez wysokÄ… temperaturÄ™, bodz
ce mechaniczne i chemiczne; percepcja
czucie bólu - nocycepcja
bólu palącego, z
le zlokalizowanego i z
le tolerowanego, póz
nego
Nocyceptory, receptory bólu (występowanie):
- skóra
- narządy ruchu (okostna, torebki stawowe, więzadła)
- rogówka oka
- miazga zębowa
- opona twarda mózgu
Ból  wolny może się przedłużać
Kinetyka przewodzenia informacji o bólu
rodzaje obwodowych włókien nerwowych,
(Sadowski, str. 158; Longstaff, str. 99)
Substancje wzmagające ból komórka tuczna
Szybciej przewodzą włókna zmielinizowane i grubsze.
(uwrażliwienie nocyceptorów) (mastocyt)
/mediatory zapalenia:
- bradykinina
substancja P
- histamina
- serotonina (5-HT)
włókno Ab (60 m/s) - prostaglandyny
- jony potasu
receptory
Aktywacja gleju
dotyku
substancja P
(peptydowy neuroprzekaz
nik)
ból ostry,  szybki
włókno Ad (10 m/s)
włókno C (1 m/s) włókno C (1 m/s)
ból piekący,  wolny ból piekący,  wolny
nocyceptory nocyceptory
Ból  wolny może się przedłużać ; Sensytyzacja bólu
Neuron czuciowy I-rzędowy, komórka rzekomojednobiegunowa
rozwija się ból patologiczny (por. J.W. Kalat, str. 204)
Ból  wolny może się przedłużać
komórka tuczna
(mastocyt)
substancja P
komórka zwoju rdzeniowego
komórka zwoju rdzeniowego
histamina
korzenia grzbietowego
bradykinina korzenia grzbietowego
serotonina
prostaglandyny
róg grzbietowy
jony potasu
róg grzbietowy
substancja P
(peptydowy neuroprzekaz
nik)
rdzeń kręgowy
naczynie
krwionośne
rdzeń kręgowy
+ aktywacja gleju
+ NGF (więcej zakończeń nerwowych)
5
2014-01-10
Teoria bramkowania; bramka rdzeniowa Teoria bramkowania; bramka rdzeniowa
róg grzbietowy rdzenia
Modulowanie czucia bólu Modulowanie czucia bólu
kręgowego
Neuroprzekaz
niki
(istota galaretowata)
włókno C (analogicznie włókno Ad) włókno C (analogicznie włókno Ad) pobudzenie:
- glutaminian
neuron II-rzędowy neuron II-rzędowy
- substancja P
silna aktywacja silna aktywacja
(włókna nocyceptywne;
sygnał silnego bólu)
włókno Ab włókno Ab hamowanie:
- enkefalina (endorfina)
(interneurony hamujÄ…ce)
włókno C włókno C
neuron II-rzędowy neuron II-rzędowy
słaba lub obniżona aktywacja słaba lub obniżona aktywacja
(zmniejszenie czucia bólu dzięki masowaniu okolic rany, (zmniejszenie czucia bólu dzięki masowaniu okolic rany,
akupunkturze) akupunkturze)
włókno Ab włókno Ab
por. J.W. Kalat, str. 202
Trzy drogi przenoszenia informacji do ośrodków czucia bólu w mózgu
Teoria bramkowania; bramka rdzeniowa
Modulowanie czucia bólu do ośrodków
kora czuciowa
czucia bólu
w mózgowiu
śródmózgowie
neuron II-rzędowy
wzgórze
kolaterala
most
odruch
nocyceptywny
rdzeń
przedłużony
rdzeń
kręgowy
przez wzgórze przez twór siatkowaty do śródmózgowia
Droga przez wzgórze Droga przez twór siatkowaty
(dochodzi do tworu siatkowatego
do kory do kory
asocjacyjnej w rdzeniu i moście) asocjacyjnej
kora czuciowa
kora czuciowa
wzgórze
wzgórze
ocena lokalizacji bólu
neuron z projekcjÄ… do
pobudzenie tworu siatkowatego
twór siatkowaty
wzgórza
funkcje:
- wywołanie stanu wzbudzenia, trudności z zaśnięciem
most
most
- regulacja reakcji emocjonalnej
- modulacja odruchów nocyceptywnych
- tłumienie bólu twór siatkowaty
rdzeń
przedłużony
rdzeń
przedłużony
rdzeń rdzeń
kręgowy kręgowy
6
2014-01-10
Ośrodkowy system tłumienia bólu
Droga do śródmózgowia
(dochodzi do istoty szarej okołowodociągowej )
analgezja - znieczulenie
wzgórki czworacze górne
istota szara
istota szara okołowodociągowa
wzgórki czworacze dolne okołowodociągowa
rdzeń kręgowy (impulsy bólowe)
twór siatkowaty mostu
ciało migdałowate
wzgórze
śródmózgowie śródmózgowie
podwzgórze
- rola w tłumieniu bólu
istota szara okołowodociągowa
(nadrzędny ośrodek tłumienia bólu)
drażnienie elektryczne
most most
 całkowita analgezja
rdzeń rdzeń
przedłużony stymulacja interneuronów przedłużony
hamujÄ…cych
komórka zwoju rdzeniowego
rdzeń korzenia grzebietowego rdzeń
kręgowy kręgowy
Aspekt czuciowy i emocjonalny bólu
kora czuciowa
Czynniki wywołujące ANALGEZJ

por. J.W. Kalat, str. 204
aktywacja kory
stres (u zwierzÄ…t, u ludzi  np. na polu bitwy, po wypadkach samochodowych)
zakrętu obręczy
(interpretacja
akupunktura
wzgórze
sygnału jako ból)
stany emocjonalne (np. pobudzenie seksualne)
jądro środkowe
ciała migdałowatego
mechanizm:
- blokowanie bramki rdzeniowej
podwzgórze
- stymulacja ośrodków tłumienia bólu
- uwolnienie endorfin
szlak  emocjonalny
istota szara
bólu
okołowodociągowa
znieczulenie:
- miejscowe (np. lidokaina u dentysty (blok pompy sodowo-potasowej))
szlak hamujÄ…cy
- regionalne
czucie bólu
(tzw. blokada, np. przy porodzie, np. bupiwakaina (blok kanałów sodowych) + opioidy)
- ogólne
szlak  czuciowy
(blokowanie przewodzenia w korze mózgowej, np. halotan  agonista GABAR,
bólu
ketamina  antagonista NMDAR)
The molecular dynamics of pain control
rdzeń
Jak to się dzieje, że morfina w ogóle działa na człowieka?
Stephen P. Hunt & Patrick W. Mantyh
kręgowy
Nature Reviews Neuroscience 2, 83-91
Trzy białka prekursorowe  z
ródło endorfin
Receptory opioidowe
endorfina = endogenna morfina
m (mi)
d (delta)
k (kappa)
proopiomelanokortyna (POMC)
proenkefalina
występują w strukturach układu tłumiącego ból
prodynorfina
Antagoniści
nalokson  antagonista receptorów opioidowych, działanie krótkie
ACTH  hormon adrenokortykotropowy (kortykotropina)
naltrekson  antagonista receptorów opioidowych, działanie przedłużone
b-END  b-endorfina
M  met-enkefalina (e. metioninowa)
zastosowanie:
L  leu-enkefalina (e. leucynowa)
- leczenie zatruć morfiną
- różnicowanie form analgezji (opioidowe/nieopioidowe)
D8  dynorfina
N  neodynorfina
Agoniści
endomorfina-1
neuroprzekaz
niki  naturalne endogenne opioidy
endomorfina-2
opioidy  ogólna nazwa na substancje działające na receptory dla opioidów
opiaty  substancje pochodzÄ…ce z opium: np. morfina.
opioidy = opiaty + substancje niepochodzÄ…ce z opium,
np. syntetyczna kodeina, endogenna endorfina
7
2014-01-10
Działanie endorfin Układ endokannabinoidowy / uczestniczy m.in. w regulacji czucia bólu
kannabinoidy - neuroprzekaz
niki
1. Działają na receptory opioidowe (metabotropowe)
por. J.W. Kalat, str. 457-458
Receptory
CB1 (m.in. w mózgu)
2. Aktywacja hamujących białek G, zahamowanie cyklazy adenylanowej
CB2 (gł. komórki ukł. odpornościowego, komórki mikrogleju)
(hamowanie neuronu)
Receptory CB1 są powiązane z białkami G,
3. Otwarcie kanałów potasowych (hiperpolaryzacja błony)
ich aktywacja prowadzi do spadku stężenia cAMP.
(hamowanie działania neuronu)
Uwalnianie endorfin
1. Silny ból, którego nie można uniknąć
2. Zachowania seksualne
3. Wysiłek fizyczny ( euforia biegacza )
Endokanabinoidy
4. Doznania estetyczne (słuchanie muzyki)
np.
- anandamid
Stosowanie morfiny
- 2-arachidonoiloglicerol
Najskuteczniejsze jeszcze przed rozpoczęciem operacji chirurgicznej
J.W. Kalat, str. 205
Działają jako neuroprzekaz
niki wsteczne!
Metody badania bólu u zwierząt
Test gorącej płytki Test cofania ogona
(otrząsanie i lizanie tylnej kończyny) (pod wpływem wiązki światła)
8