MIĘŚNIE

Mięśnie rozwijają się przez związanie ze sobą komórek satelitarnych i mioblastów.

Rozwój mięśni:

• hiperplazja – u brojlerów, raz świń, szczurów obecna też w okresie neonatalnym: działa przez

• hipertrofia:

1. zmiana długości

2. zmiana przekroju poprzecznego

• zmiana masy: wzrost odkładania białek, sarkoplazmy i białek fibrylarnych

• aktywność proliferacyjna komórek satelitarnych: źródło nowych jąder

• rozwój postnatalnych: gatunek, rasa, płeć, selekcja, żywienie, aktywność fizyczna hormony

Różnice mięśni-gatunkowe: głównie zależy od liczby włókien. Postnatalna hipertrofia odwrotnie skorelowana z liczbą włókien. Samce mają z reguły większe rozmiary i liczbę włókien, w niektórych mięśniach u samic świń więcej włókien niż u samic.

Selekcja i hodowla:

• liczba: 0,12-0,88, rozmiary: 0,2-0,3

• wzrost współczynnika proliferacji w mioblastach i komórkach satelitarnych, zwiększanie liczby jąder, syntezy biała i zawartości DNA.

Żywienie:

• spadek średnicy włókien, liczby jąder, zawartości DNA, wzrost liczby DNA/ białka

• spadek liczby i średnicy włókien zależny jest od

• intensywności i okresu występowania.

Zmiany postnatalne:

• unerwienie polisynaptyczne przekształca się w monosynaptyczne - wzrost kurczliwości

• po porodzie bardzo rozwinięty układ mięśniowy, po porodzeni mogą wstawać etc.

• ukrwienie spadek gęstości i wzrost liczby naczyń, powierzchnia zaopatrywana nie ulega zmianom lub ulega zmniejszeniu

• ekspresja MHC – zanik form płodowych i neonatalnych, pojawianie się

  - MHC I wolny met. oks. - czerwone

  - IIa szybki met. oks.-glik. - białe

  - MHC IIx/IId szybki met. oks.-glik.

  - MHC IIb szybki met. glik.

• w czasie rozwoju postnatalnego wzrost zawartości typu I i/lub IIa kosztem IIb lub IId/x (szybkie przechodzą w wolne, zmiany ekspresji mogą zachodzić przez niedożywienie, np. u matki meromiozyna ciężka wolniej przechodzi w lekką)

• pojemność oksydacyjna: wzrasta w pierwszych tygodniach, u noworodków nie występują różnice metaboliczne między włóknami szybkimi i wolnymi.

Hormony:

- GH i IGFs:

• pobudzenie hipertrofii

• wzrost syntezy białka

• pobudzenie komórek satelitarnych, regeneracja

- hormony tarczycy:

• przekształcanie miozyny embrionalnej w dojrzałą

• przekształcanie MHC I w MHC II

• wzrost aktywności ATPazy, enzymów metabolizmy oksydacyjnego, syntezy białka

nadmierna ekspozycja, nadczynność tarczycy degradacja białek i atrofia

- androgenny:

• wzrost syntezy i degradacji

• wpływ pośredni: związany z uwalnianiem z nadnerczy glikokortykoidów, obniżają ich wchłanianie, działają stymulująco (glikokortykoidy stymulują degradacje białka i obniżają jego syntezę)

- insulina

• działanie anaboliczne w odniesieniu do tkanki mięśniowej (zaopatrzenie w glukozę)

- glikokortykoidy

• obniżają wykorzystanie glukozy, obniżają glukoneogenezę

• enzymy kalpaina M (większe stężenia białka) i kalpaina Mi (mniejsze stężenia wapnia): powodują degradację białek mięśniowych, np. aktyna wgl nie degradowana, miozyna częściowa, titina – stabilizuje sarkomer, przyczepiona do linii Z i do prążka anizotropowego, zapobiega nadmiernemu rozciągnięciu mięśnia, warunkuje szybkość skracania rozciągającego się mięśnia, miomezyna , neurolina – utrzymuje aktynę, dystrofina – kotwiczy miofilamenty aktynowe w błonie komórkowej (białka utrzymujące sarkomer), objawia się to tym, że nie widać linii granicznej Z, titina przyczepia się tam do cytoszkieletu

• ich regulatorem jest kalpastatyna. to substancja endogenna, hamuje aktywność kalpain, następuje wtedy regulacja degradacji białek

• bardzo dobrze rozwinięte, gdzie brak kalpain

Potencjał: -85—90V, v=5m/s, RB=1-3ms, RW=4ms

Skurcz:

• siateczka śródplazmatyczna

• sprzężenie elektromechaniczne – triada

Sprzężenie elektromechaniczne – sekwencja procesów, w wyniku których potencjał czynnościowy mięśnia mobilizuje jony wapnia:

• przekazanie potencjału czynnościowego do kanalików T i uwolnienie jonów wapniowych, ze zbiorników końcowych SR

• aktywacja białek kurczliwych mięśnia

• wytworzenie napięcia mięśnia

• rozluźnienie mięśnia.

Receptor DHP dihydropirymidynowy – tworzy kanał wapniowy, kanał nie ulega otwarciu podczas sprzężenia elektromechanicznego, jego potencjał pozwala na aktywację receptora ryanidonowego, uwalniającego wapń. Dochodzi do zmian kanału DHP podczas podawania narkozy, mogą pojawić się bardzo silne skurcze mięśni szkieletowych, wyzwalana energia, hipertermia złośliwa.

Aktywacja białek kurczliwych:

• wzrost stężenia jonów wapniowych wewnątrz komórki z 0,1 do 10mikromoli/l jest wystarczający do aktywacji wszystkich białek występujących we włok m szkieł

• spadek stężenia Ca poniżej 0,1% część troponiony wraca do poprzedniej konformacji, tropomiozyna hamuje interakcję miozyny i aktyny, zostaje przerwany cykl tworzenia mostków miozynowo-aktynowych.

Molekularny mechanizm skurczu mięśniowego:

• depolaryzacja błony komórkowej

• depolaryzacja błony kanałów poprzecznych T

• uwalnianie jonów ca z cystern końcowych

• wiązanie jonów Ca z troponiną C

• odblokowanie na aktynie miejsc wiązania miozyny

• przyłączanie główki meromiozyny ciężkiej do aktyny

• rozkład ATP do ADP i P

• zmiana konformacji główki miozyny

• wsunięcie nitek aktynowych między nitki miozyny.

ATP, jako źródło energii:

• jest go w komórce bardzo mało

• dochodzi do jego resyntezy

1. reakcja rozpadu fosfokreatyny, REAKCJA w czasie pierwszych 30s rozpadu

2. reakcja miokinazowa: rozpad dwóch cząsteczek ADP, wytwarza się ATP + AMP, 30s

3. glikoliza beztlenowa: max po 30s – zakwaszanie mięśnia

4. oksydacja glukozy i kwasów tłuszczowych po 1min – najpierw uwalniane są kwasy tłuszczowe z zapasów komórkowych, potem z krwi.

Stan spoczynku i niewielki wysiłek mięśniowy – glikogen i kwasy tłuszczowe z zapasów komórkowych następnie pobieranie glukozy i kwasów tłuszczowych z ciał ketonowych krwi. Potem… Dług tlenowy !!! DOPISZ

Trening:

• prowadzi do rozwoju szybkości i wytrzymałości

• szybkość powtarzania ruchów, usprawnienie koordynacji n-m

• siła – systematyczne obciążanie przy wysiłkach statycznych

• wytrzymałość – systematyczne wysiłki dynamiczne o długim czasie trwania

• systematyczność, duża intensywność, czas trwania, stopniowe zwiększanie obciążeń

• proces długotrwały, rezultaty najlepsze w początkowym okresie, efekt zależny m. in od wyjściowego poziomu aktywności ruchowej.

Zmiany treningowe:

• usprawnienie koordynacji n-m, zwiększenie precyzji sił

• nawyki ruchowe określony zakres i siła skurczu, właściwa kolejność pobudzania mięśni, eliminacja aktywacji dodatkowych mięśni

• eliminacja zbędnego napięcia niezaangażowanych mięśni, wykorzystanie w fazie skurczu energii potencjalnej zmagazynowanej w elementach elastycznych

Komponenty elastyczne:

• dochodzi do magazynowania energii potencjalnej, w czasie skurczu jest ona zużytkowana do skracania się mięśnia.

Trening:

• zwiększanie siły maksymalnej mięśniowej

• zwiększanie aktywowanych jednostek motorycznych, tj. 1 mononeuronu i wszystkich komórek mięśniowych, które on unerwia

• przerost włókien mięśniowych tj. systematyczne wysiłki izometryczne lub dynamiczne o dużej intensywności, wzrost średnicy i zwartości białek sarkoplazmatycznych oraz miofibrylarnych, troficzne unerwienie ruchowe, rozciąganie, zwiększanie napięcia skurczowego, insulina, GH, androgeny, IGF-1, hormony tarczycy.

Potencjał metaboliczny:

• wzrost potencjału beztlenowego przy intensywnym treningu siłowym i szybkościowym

• wzrost aktywności kinazy fosfokreatynowych, fosforylazy, fruktokinazy

• wzrost ilości ATP i fosfokreatyny

• wzrost pojemności buforowej cytoplazmy, wzrost tolerancji zmian pH

• przerost włókien F.

Potencjał metaboliczny:

• wzrost potencjału tlenowego, pod wpływem wysiłku wytrzymałościowego

• wzrost liczby i objętości mitochondriów

• wzrost aktywności enzymów cyklu Krebsa, oksydazy cytochromowej

• wzrost aktywności syntetazy glikogenowej i heksokinazy.

Zmęczenie obwodowe:

• upośledzenie mechanizmów pobudzania komórek:

• zmniejszenie częstotliwości pobudzania na skutek zmęczenia transmisji n-m

• zmiana pobudliwości błony: utrata K z komórek, zmiany strukturalne błony, wzrost we krwi enzymów komórkowych

• upośledzenie sprzężenia elektromechanicznego:

• ubytek ATP i fosfokreatyny, daje zmniejszenie aktywności ATPazy miozynowej i Na/K

• gromadzenie mleczanu, wzrost stężenia jonów H (pH z 6,9-7,1 do 6,4-6,7) i Pi

• wyczerpanie glikogenu przy długotrwałej pracy, daje upośledzenie wytwarzania ATP, mimo dostępności innych substratów

• wzrost temperatury przy wysiłku > kilka minut

• upośledzenie funkcji aparatu kurczliwego

• wyczerpanie substratów energetycznych

• spadek pH: hamowanie sprzężenia elektromechanicznego, jony wodorowe hamują uwalnianie wapnia przez siateczkę śródplazmatyczną i wiązanie ich z troponiną, hamowanie heksokinazy i fruktokinazy, spadek glikolizy, zwolnienie rozprzestrzeniania się pobudzenia, przy akumulacji mleczanów tempo narastania zmęczenia zwiększa się przy niedotlenieniu lub utrudnionym odpływie krwi

• zmiany w uwodnieniu komórek (zmniejszenie objętości sarkoplazmy, obrzmienie mitochondriów, ewentualnie zniszczenie ich struktury), przesunięcia jonowe (przesunięcie K do ECF, wzrost w OCF Mg i Na, modyfikowanie potencjału błonowego).

Zmęczenie ośrodkowe:

• dwa tory biegną prawie równolegle w układzie nerwowym i mięśniowym

• procesy czynnie ograniczające zdolność kontynuowania lub zwiększania intensywności wysiłku, powstawanie odczucia ciężkości wysiłku, zmniejszenie motywacji

• ból mięśni (wzrastające stężenie jonów H działających na nagie zakończenia nerwowe)

• zwiększenie osmolalności płynów

• zaburzenia równowagi kwasowo-zasadowej

• czynniki fizyczne – wzrost temperatury mózgu.

Zmiany poziomu aktywacji CUN (kontrolowane przez główny twór siatkowaty):

• impulsacja aferentna z receptorów obwodowych i CUN, twór siatkowaty (impulsy pobudzajace i hamujące), kora mózgowa i ośrodki odkorowe, sprawność zwiększa się ze wzrostem poziomu aktywacji, optimum – spadek

• w miarę trwania wysiłku, zaburzenia kontroli ruchów, upośledzenie percepcji, zdolność koncentracji uwagi, zaburzenie regulacji czynności wegetatywnych.

Rozległe upośledzenie funkcji CUN w wyniku zaburzeń homeostazy:

• ciężkie i długotrwałe wysiłki:

• kwasica

• hipoglikemia

• wzrost osmolalności płynów ustrojowych

• szeroki zespół objawów (osłabienia, nudności, utrata świadomości).

Zakres zmian zmęczeniowych:

• intensywność i czas trwania wysiłku

• stopień wytrenowania

• udział włókien S i F wcześniej i większy zakres o większym %F.

Mięśnie czerwone – miocyty typu I (miocyty o wolnym metabolizmie oksydacyjnym, S):

• dużo mioglobiny

• lepsze ukrwienie (lepiej rozbudowana sieć naczyń włosowatych

• większa ilość enzymów uczestniczących w syntezie ATP

• głównie fosforylacja oksydacyjna

• podstawowym źródłem energii są kwasy tłuszczowe – duża liczba mitochondriów

• niewyraźne prążkowanie

• dużo sarkoplazmy

• kurczą się wolniej

• mają dłuższy czas utajonego pobudzenia

• unerwione są przez włókna nerwowe cieńsze, wolno przewodzące

• mają dobrą wrażliwość na insulinę

• mięśnie są przystosowane do długo trwających, wolnych skurczów, utrzymujących np. postawę ciała – mięśnie grzbietu, prostowniki kończyn dolnych; mm. posturalne.

Mięśnie białe – typ II B ( II X, FF):

• duża aktywność ATPazy miozynowej

• główny substrat energetyczny to glukoza, mają dużo glikogenu

• głównie glikoliza (szybki metabolizm glikolityczny)

• mała liczba mitochondriów

• silne, krótkotrwałe skurcze, łatwo się męczą

• unerwiane są przez grube, szybko przewodzące włókna nerwowe

• gorsze unaczynienie

• mniejsza wrażliwość na insulinę

• mięśnie przystosowane do delikatnych i precyzyjnych ruchów, np. mięśnie gałki ocznej.

Miocyty typu II A (FR):

• mięśnie o przewadze szybkiego metabolizmu tlenowego (grupa miocytów pośrednich)

• znaczne zapasy glikogenu (szybki metabolizm oksydacyjno-glikolityczny)

• lepiej unaczynione niż II B

• nie męczą się tak szybko jak II B

• kurczą się szybko.

O charakterze miocytów decyduje unerwienie i ukrwienie. Charakterystyka składów miocytów w mięśniu wydolność mięśnia: mm. oddechowe I i II A, mm. kończyn – II B.

Miocyty mogą się przekształcać, co powoduje zmiany w szybkości skurczów i wydolności:

• trening wytrzymałościowy i siłowy I lub II

• utrata unerwienia przez I ekspresja II

• wzrost liczby I wraz z wiekiem

• przewlekła hipoksja ekspresja II B

• glikokortykoidy i beta₂-agoniści ekspresja II.

Jednostka motoryczna – motoneuron i włóka mięśniowe unerwianych przez ten motoneuron

• końcowy, funkcjonalny składnik dróg ruchowych

• u ssaków każde włókno mięśniowe jest unerwiane przez 1 motoneuron

• jeden motoneuron może unerwiać od 6 do kilku tysięcy włókien mięśniowych, wielkość jednostki zależy od precyzji pracy mięśnia

• liczba włókien mięśniowych unerwianych przez 1 motoneuron współczynnik unerwienia

• im mniej motoneuronów na miocyty, tym bardziej precyzyjna aktywność motoryczna.

Zależnie od częstotliwości wyładowań motoneuronów i właściwości włókien mięśniowych:

• wolne jednostki – S

• szybkie jednostki – FR, odporne na zmęczenie

• szybkie jednostki FF – szybko męczliwe.

Jednostki motoryczne S:

• najliczniejsze

• niewielkie (do 500 włókien tj. miocytów)

• liczba włókien mięśniowych w danej jednostce motorycznej

• rozwijają maksymalną siłę w ciągu 50ms

• ich siła zmniejsza się nieznacznie dopiero po godzinnej stymulacji

• włókna mięśniowe typu I

• aksony motoneuronów mają małą prędkość przewodzenia oraz stosunkowo długi czas refrakcji (dużo kanałów K aktywowanych przez jony Ca, długotrwała hiperpolaryzacja zastępcza)

• skurcz tężcowy przy częstotliwości 15-20Hz

• niski próg pobudliwości (rekrutowane są jako pierwsze)

• rekrutacja jednostek motorycznych polega na aktywowaniu kolejnych jednostek motorycznych budujących dany mięsień

• mm. antygrawitacyjne i posturalne, np. mm. płaszczowaty.

Jednostki motoryczne typu FR i FF:

• są jednostkami szybkimi i osiągającymi skurcz maksymalny w ciągu 5-10ms

• duże (do 2000 włókien)

• wyższy próg pobudliwości

• FR – odporne na zmęczenie (średnia siła skurczu przez ok. 5min)

• FF – szybko męczliwe (siła maleje po 30s)

• motoneurony jednostek FR i FF są duże, a ich aksony cechują się dużą prędkością przewodzenia.

• mogą wyładowywać się z dużą częstotliwością przez krótki czas, ale serie ich potencjałów są stosunkowo krótkie

• wymagają częstotliwości ok. 40-60Hz do osiągnięcia skurczu tężcowego zupełnego

• włókna typu 2b występujące w jednostkach motorycznych FF są anaerobowe, ulegają szybkiemu zmęczeniu

• włókna typu 2a, występujące w jednostkach FR (ze względu na metabolizm są pośrednie między typem 1 i 2)

• mięśnie biorące udział w wykonywaniu szybkich ruchów.

Optymalna wydajność jednostek motorycznych zapewnia to, że właściwości włókien mięśniowych i motoneuronów są do siebie dopasowane:

• właściwości włókna mięśniowego są kształtowane przez motoneuron, który je unerwia

• odnerwione włókna typu I zostaną ponownie unerwione przez odgałęzienia aksonów jednostek FF, włókna zaczną nabierać właściwości włókien mięśniowego typu 2b.

Pola motoryczne:

• to motoneurony unerwiające ten sam mięsień

• pole zlokalizowane jest w jądrach ruchowych pnia mózgu lub rdzenia kręgowego.

Siłą skurczu mięśnia jest kontrolowana przez pole motoryczne:

• przez zmianę częstotliwości wyładowań pojedynczego motoneuronu – małe zwiększenie siły skurczu

• przez zmianę liczby pobudzonych motoneuronów – duże zwiększenie siły skurczu.

Najszybciej rekrutowane są jednostki S, potem FR, na końcu FF.

Decydują o tym:

• wewnętrzne właściwości przewodzenia motoneuronów

• organizacja dochodzących do nich wejść synaptycznych.

Wewnętrze właściwości przewodzenia:

• mniejsze komórki = większa oporność wejściowa = prąd synaptyczny wytworzy większą zmianę potencjału błony większy postsynaptyczny potencjał pobudzający

• wzrost częstości i siły pobudzeni (bodźce maksymalne i submaksymalne) pobudzanie większej liczby jednostek (wszystkich typów) wzrost siły skurczu

• spada częstość pobudzeni i siła pobudzeni pobudzanie najpierw jednostek wolny kurczących się (małych) lepsza kontrola ruchu z użyciem mniejszej siły

Choroby jednostek motorycznych i zespoły miasteniczne:

• zaburzenia części pre- lub postsynaptycznej złącza nerwowo-mięśniowego powstawanie zbyt niskiego potencjału płytki ruchowej

• obniżone napięcie mięśniowe, niedowłady mięśni kończyn, nadmierna męczliwość, opadanie powiek

• miastenia Lamberta-Eatona – wytwarzane są przeciwciała przeciw napięciozależnym kanałom Ca^2+, znacznie zmniejszające ich liczbę w obszarze aktywnym ograniczenie ilości uwalnianej Ach

• Myastemia gravis – miastemia rzekomoporaźna: schorzenie postysynaptyczne, autoprzeciwciała skierowane przeciwko receptorom nAChR przyspieszenie endocytozy i rozpadu receptorów, przez co włókna mięśniowe są mniej wrażliwe na Ach nadmierna męczliwość mięśni

• dystrofie mięśniowe są grupą chorób cechującą się zmianami we włóknach mięśniowych, w dystrofiach liczba jednostek motorycznych i ich rekrutacja nie odbiega od normy

• dystrofina – przekazywanie siły na ECM, DGC – glikoproteinowy kompleks dystrofiny

• dystrofia Duchenne’a – białko cytoszkieletu, dystrofina ulega zniekształceniu lub całkowitemu zanikowi, m. słabe, ulegają uszkodzeniom przy fizjologicznych obciążeniach, nowe włókna małe i nie przewodzą wydajnie

• zaburzenia w przewodzeniu, mała pobudliwość włókien, mała wytrzymałość na uszkodzenia

Uszkodzenia nerwów obwodowych – porażenie wiotkie, zanik odruchu na rozciąganie atrofia. Odnerwienie włókna mięśniowego – synteza dużej liczby nAChR, rozmieszczonych na przestrzeni całej błony plazmatycznej, nadczułość odnerwieniowa (skurcze włókienkowe, skurcze większych grup miocytów).

Mięśnie gładkie

Cechy czynnościowe mięśni gładkich:

• nieregularne rozmieszczenie filamentów miocytowych i aktynowych

• 3x mniej miozyny, 2x więcej aktyny niż w mm. szkieletowych, brak troponiny, 1 nitka miozyny – 10-15 aktyny

• ciałka gęste – połączenie aktyny z wewnętrzną powierzchnią błony sarkoplazmatycznej, filamenty pośrednie desmina i wunkulina stabilizacja cytoszkieletu

• znacznie dłuższy czas utajonego pobudzenia, skurczu i rozkurczu

• kurczą się 20-50x wolniej

• słabiej rozwinięta siateczka sarkoplazmatyczna

• potencjał spoczynkowy od -35 do -6 mV

• Na, K, Ca

• powolna spoczynkowa depolaryzacja – komórki rozrusznikowe, powolny dokomórkowy prąd Ca otwarcie szybkich bramkowanych napięciem kanałów Na

• do tych komórek dopływa powolny pra jonów wapniowych, podwyższa potencjał błonowy powoli, następuje otwieranie kanałów sodowych, napływ jonów, potencjał czynnościowy; brak stałej wartości potencjału błonowego, komórki rozrusznikowe

• powodzenia ścisłe – gap junction

• przewodzenie poprzez złącza ścisłe z dekrementem

Mięśnie gładkie jednostkowe (trzewne):

• tworzą czynnościowe syncytia (ściany PP, moczowody, pęcherz moczowy, macica)

• automatyzm

• mały wpływ regulacyjny układu nerwowego, skąpa sieć zakończeń nerwowych, długo utrzymująca się odpowiedź na pobudzenie nerwowego

• duża wrażliwość na katecholaminy krwi

• wyraźna odpowiedź skurczowa na rozciąganie.

Mięśnie wielojednostkowe:

• precyzyjna kontrola układu nerwowego, gęsta sieć zakończeń nerwowych żylakowatych, nie ma typowych synaps

• mała wrażliwość katecholaminy krwi

• np. zwieracz źrenicy.

Cechy czynnościowe mięśni gładkich:

• fosforylacja łańcuchów lekkich miozyny pod wpływem kinazy, aktywowanej rzez białką wiążące Ca, kalmodulinę

• eneregia do skurczu ATP, glikogen

MLCK – kinaza lekkich łańcuchow miozyny

kalpomina i kaldesmon – w spoczynku wiązą troponinę i aktywnę, deaktywacja przez Ca-kalmodulilną

rozkurcz spadek Ca poniżem 0,1

transport Ca przez pomę do ER, wiązanie z kalretikuliną

trandport Ca przez błonę komórkową, pompa wapniowa i wymiana 3Na⁺/Ca²⁺

M gładkie kurczą się

samoiste pobudzanie – automatyzm

mscowe działanie czynnika rozciągającego, roziącganie, zmiany Ph, wzorst rężności co2

hormonów np. oksytocyna

transmiterów synaptycznych uwalnianych na zakończniach aksonów ukł autonomicznego, acetylocholina (zak przywspółczulne) i noradrenalina (zak zazwojowe współczulne)

Pobudliwość - zdolność reagowania na bodźce pochodzące ze środowiska wewnętrznego lub zewnętrznego.

Miarą pobudliwości jest próg pobudliwości określony przez natężenie bodźca progowego, czyli takiego który powoduje powstanie stanu pobudzenia w komórce.

Stany pobudzenia:

• zmiana przepuszczalności błon komórkowych dla jonów Na⁺ i K⁺

• zmiana aktywności enzymów

• zmiana metabolizmu komórki

Bodziec - zmiana wywołująca stan pobudzenia w organizmie, np. skurcz, impuls nerwowy

Rodzaje bodźców:

• podprogowe - siła niewystarczająca do wystąpienia stanu pobudzenia

• progowe - o minimalnej sile działania, która powoduje stan pobudzenia

• nadprogowe - o sile przewyższającej siłę bodźca progowego

• maksymalne - wywołuje reakcje maksymalną

• pesymalne - wielkość reakcji dalej już nie rośnie, a nawet może się zmniejszyć w wyniku uszkodzenia tkanki

• adekwatne (właściwe)

• nieadekwatne (niewłaściwe)

Pompa sodowo-potasowa - mechanizm aktywnego transportu wykorzystujący wiązania ATP, który transportuje Na⁺ i K⁺ wbrew gradientowi stężeń.

Potencjał spoczynkowy - który komórki mięśniowej wynosi –90 mV, a dla komórki nerwowej –70 mV, uwarunkowany jest rozmieszczeniem jonów po obu stronach błony komórkowej i uzależniony do działania pompy sodowo-potasowej (Mg zależnej ATPazy), który na zasadzie transportu aktywnego przenosi jony K⁺ do wewnątrz, a jony Na⁺ na zewnątrz komórki.

Pompa sodowo-potasowa utrzymuje wysokie stężenie jonów K⁺ i niskie Na⁺ w płynie wewnątrzkomórkowe.

Na jeden cykl pompy zużywana jest 1 cz. ATP, której energia pozwala na przetransportowanie 3 jonów Na⁺ i 2 jonów K⁺ do wewnątrz komórki.

Optymalne warunki działania pompy Na-K:

• stały dopływ do komórki tlenu i substancji energetycznych

• stała resynteza ATP

• stałe odprowadzanie produktów przemiany materii

• odpowiedni stosunek kationów Na do K w płynie zewnątrzkomórkowym

• odpowiednia temperatura do procesów enzymatycznych (37^oC) [kura, kaczka 41-42^oC]

Hamowanie pompy Na-K:

• ouabaina i pokrewne glikozydów nasercowych, będące wybiórczymi inhibitorami pompy

• nieodpowiednie stężenie ATP, Na⁺ i K⁺

• niedotlenienie, spowodowane brakiem tlenu lub działaniem inhibitorów oddychania komórkowego

• spadek temperatury powodujący zmniejszenie metabolizmu komórkowego

Wzrost zewnątrzkomórkowego stężenia K⁺, który przesuwa wartość potencjału równowagi dla K+ w kierunku wartości dodatnich jest przyczyną depolaryzacji potencjału błonowego (tzn. staje się bardziej dodatni, czyli zmniejsza się różnica potencjału w poprzek błon)

Spadek zewnątrzkomórkowego stężenia K+, który przesuwa wartość potencjału równowagi dla K+ w kierunku wartości ujemnych powoduje hiperpolaryzację potencjału błonowego (staje się bardziej ujemny)

W wyniku zmiany przepuszczalności błony komórkowej do wnętrza komórki wnikają jony Na+ i potencjał zmienia się w kierunku mniej ujemnym. Gdy osiągnie –65 mV do –55 mV w tym momencie dochodzi do uzyskania potencjału czynnościowego. Potencjał czynnościowy osiąga wartość dodatnią (w komórce nerwowej ok. +35 mV). Zmiana potencjału czynnościowego określany jest depolaryzacji błony komórkowej.

Następnie jony K+ wypływają na zewnątrz komórki i ma miejsce repolaryzacja błony komórkowej.

Nadstrzał to faza potencjału czynnościowego, w której potencjał błonowy jest dodatni. Hiperpolaryzacja potencjału błonowego - podczas repolaryzacji potencjał czynnościowy spadnie poniżej wartości potencjały spoczynkowego.

Potencjał czynnościowy jest odpowiedzią typu „wszystko albo nic”, oznacza to, że dostatecznie silny bodziec doprowadza potencjał błony do poziomu depolaryzacji krytycznej, wywołuje w danej komórce zawsze taki sam potencjał czynnościowy.

Odpowiedź „wszystko albo nic” zależy od czynników bramnych regulujących przewodność kanałów jonowych w błonie komórek pobudliwych. W neuronach występuje co najmniej dwa takie kanały - jony Na+ i K+. Swoiste kanały jonowe są białkami integralnymi tworzącymi przezbłonowe kanały wodne (akwaporyny). Każdy kanał zawiera filtr.............

Kanał Na+

- zawiera dwa czynniki bramne: czynnik bramny m od zewn., a h od wew.

- oba czynniki muszą być otwarte aby prąd Na+ mógł płynąć w poprzek błony komórkowej,

- kanał Na+ uważa się za aktywny, jeżeli czynnik m jest otwarty,

- gdy czynnik h jest zamknięty kanał Na+ jest inaktywny.

Kanał K+

- ma jeden czynnik bramny n, który zamyka kanał od strony zewnątrzkomórkowej,

- czynnik n musi być otwarty, żeby płynął prąd K+,

- kanał K+ jest aktywny gdy czynnik n jest otwarty,

- kanał K+ nie ma czynnika inaktywującego.

W stanie spoczynku (od –70 do –90 mV) większość kanałów jest zamknięta.

- kanał Na+ jest zamknięty przez czynnik m natomiast czynnik h jest otwarty. W tym stanie kanał jest zamknięty ale gotowy do pobudzenia.

- kanał K+ jest zamknięty przez czynnik n

- mimo że większość kanałów jest zamknięta liczba kanałów K+, które są otwarte, jest dziesięciokrotnie większa niż liczba otwartych kanał Na+

- po osiągnięciu potencjału progowego dochodzi w wyniku dodatniego sprzężenia zwrotnego do szybkiej fazy depolaryzacji potencjału czynnościowego o charakterze odpowiedzi „wszystko albo nic”

- depolaryzacja błony komórkowej powoduje inaktywację kanałów Na+ i zatrzymuje przepływ jonów Na+ do komórki, a powoduje aktywację kanałów K+ i wypływ jonów K+ z komórki, co powoduje depolaryzację błony komórkowej

Hiperpolaryzacja następcza stanowi także część odpowiedzi „wszystko albo nic”

• czynniki bramne n zamykają się powoli podczas repolaryzacji komórki, co powoduje, że przewodność dla jonów K+ jest w końcowej fazie potencjału czynnościowego większa niż w stanie spoczynku komórki => wysoka przewodność dla jonów K powoduje hiperpolaryzację komórki (tj. obniżenie potencjału komórkowego poniżej wartości potencjału spoczynkowego).

• Po zamknięciu czynników bramnych n potencjał kom wraca do poziomu potencjału spoczynkowego.

Refrakcja bezwzględna (całkowita niewrażliwość komórki) - taka komórka jest całkowicie niepobudliwa.

Okres refrakcji bezwzględnej:

• zaczyna się razem z fazą szybkiej depolaryzacji i trwa przez część repolaryzacji

• w fazie szybkiej depolaryzacji nie może powstać następny potencjał spoczynkowy, ponieważ czynniki bramne m otwierają się bardzo szybko

• w początkowej fazie repolaryzacji potencjał czynnościowy nie może powstać bo kanały Na+ są inaktywowane przez czynnik bramne h

• okres refrakcji bezwzględnej kończy się kiedy liczba inaktywowanych kanałów Na+ zmniejsza się w wyniku repolaryzacji i możliwe jest powstanie następnego potencjału czynnościowego

Kanały Na+ ponownie aktywowane kiedy czynniki bramne H otwierają się podczas spadku potencjału.

TOKSYNY DOPISAĆ !!!

Okres refrakcji względnej (możemy pobudzić komórkę ale ma ona mniejszą pobudliwość i trzeba użyć bodźca o większym natężeniu):

• zaczyna się natychmiast po okresie refrakcji bezwzględnej

• w tym czasie można wywołać następny potencjał czynnościowy pod warunkiem, że zastosuje się dostatecznie silny bodziec, silniejszy niż normalny, ponieważ niektóre kanały Na+ są nadal zinaktywowane oraz otwartych jest więcej kanałów K+ niż w warunkach spoczynkowych

• potencjał czynnościowy ma niższą szybkość narastania fazy szybkiej depolaryzacji oraz nadstrzał niższy niż normalny potencjał czynnościowy, zmiany te są związane z większą w porównaniu ze stanem spoczynkowym liczbą zamkniętych kanałów Na+ oraz aktywnych kanałów K+

• wzrost zewnątrzkomórkowego stężenia jonów K+ depolaryzuje błonę komórkową, co powoduje inaktywację kanałów Na+. Zmniejszona ilość kanałów Na+ możliwej do aktywowania powoduje, ze do powstanie potencjału czynnościowego konieczne jest zadziałanie silniejszego bodźca

• zmiana zewnątrzkomórkowego stężenia jonów K+ powoduje hiperpolaryzację błony komórkowej ponieważ potencjał błonowy jest w takiej sytuacji bardzo ujemny, dlatego do osiągnięcia depolaryzacji odpowiadającej potencjałowi progowemu konieczny jest silniejszy bodziec

• zmniejszenie zewnątrzkomórkowego stężenia jonów Ca2+ pozwala na aktywację kanału Na+ przy niższych wartościach potencjału progowego, dlatego do powstania potencjału czynnościowego wystarczający jest bodziec słabszy.

Komórki nerwowe maja określony potencjał spoczynkowy. Jest komórką izopotencjalną tzn. w czasie spoczynku nie ma żadnego potencjału. Zakończenie synaptyczne – do nich dochodzą bodźce i wtedy zachodzi zmiana przepuszczalności błony.

Potencjał czynnościowy- krótkotrwale przemieszczenie jonów przez błonę.

Refrakcja bezwzględna – ogranicza prędkość z jaka neuron może generować nowe potencjały, zapobiega nakładaniu się potencjałów, potencjał wzdłuż neurolemy może przesuwać się tylko do przodu w jednym kierunku.

W neuronie:

• strefa wejścia (synaptycznego)

1. dendryty

2. ciało komórkowe

• strefa inicjacji (wzgórek aksonowy)

• strefa przewodzenia (akson)

• strefa wyjścia (zakończenia aksonu)

Najbardziej pobudliwa jest strefa inicjacji - tu może dochodzi do inicjacji potencjału, ma najniższy próg pobudliwości (2x niższy niż dendryty) tam jest największa gęstość kanałów Na–K, przenoszenie wzdłuż aksonu jest bez spadku potencjału czynnościowego - przewodzenie bez dekrementu.

Rodzaje przewodzenia informacji we włóknie nerwowym:

• skokowe

• ciągłe

Ze względu na stałe procesy odnowy jonowej amplituda potencjału nie maleje w miarę przesuwania się wzdłuż włókien.

Przewodzenie ciągłe - zachodzi we włóknach nerwowych nie posiadających osłonki mielinowej (bezrdzennych). Powstające lokalnie prądy przenoszą się od jednego punktu błony do drugiego, jest to ruch jednostajny ze stała prędkością. Szybkość przewodzenia jest proporcjonalna do pierwiastka kwadratowego średnicy. Czas trwania potencjału czynnościowego 2ms. Szybkość przewodzenia do 2,5 m/s. Prądy lokalne przepływają od strefy polaryzacji dodatniej do strefy polaryzacji ujemnej, czyli po zewnętrznej powierzchni błony komórkowej. One są źródłem pobudzania tej błony, która jeszcze nie ulega polaryzacji.

Przewodzenie skokowe - następuje we włóknach rdzennych posiadających osłonkę mielinową. Potencjał czynnościowy powstaje tylko w przewężeniach Ranviera, w których akson pozostaje w kontakcie z płynem zewnątrzkomórkowym. 100-50 mikrometrów to odległość miedzy przewężeniami Ranviera, im większa odległość tym większa szybkość przewodzenia.

Czas trwania potencjału czynnościowego to 0,5 ms. Szybkość przewodzenia 6-120 m/s. 6x większa niż przy ciągłym. Próg pobudliwości przewężeń jest stosunkowo niski. Pobudzenie przesuwa się w sposób skokowy. W przestrzeni przewężeń zwolnienie, a pomiędzy przyspieszenie przewodzenia.

Prędkość przewodzenia zależy od:

• rodzaju przewodzenia

• średnicy włókna i oporności podłużnej

Oporność podłużna jest odwrotnie proporcjonalna jest do kwadratu średnicy tzn. im większe włókno tym szybsze przewodzenie.

Zależnie od cech morfologicznych i czynności włókna dzielimy na :

• typu A - aferentne i eferentne z osłonką (alfa, beta, gamma, delta)

• typu B - z osłonką, przywspółczulne, współczulne przedzwojowe

• typu Cs - bez osłonki, współczulne zazwojowe

• typu Cdr - bez osłonki, czuciowe (wstępujące przez korzenie grzbietowe do rdzenia kręgowego)

Synapsy elektryczne - połączenia szczelinowe, przekazywanie informacji na zasadzie biernego, elektronicznego rozprzestrzeniania się prądu między dwoma komórkami poprzez połączenia komunikujące (gap junction - złącze ścisłe), są utworzone z mostów zbudowanych z koneksyny - białka strukturalnego, 6 cząsteczek, w środku otwór zwany kanałem wodnym (średnica 1,5 nm). To wszystko nazywa się konekson. Przez niego przechodzą małe cząsteczki i jony. Te koneksyny maja zdolność do reagowania z jonami Ca++, ich reakcja związana jest z otwieraniem się lub zamykaniem kanału wodnego. Obydwie komórki mogą funkcjonować jako elementy pre- lub postsynaptyczny.

U osobników dorosłych synapsy elektryczne stanowią niewielka część ogółu synaps, tylko u osobników rozwijających, rzadko w OUN.

Główne cechy przewodnictwa elektrycznego:

• bardzo duża prędkość

• wysoka wierność przekazu (przekazywanie bez zniekształcenia)

• działanie dwukierunkowe

Synapsy chemiczne - przekaźnictwo synaps chemicznych polega na uwolnieniu neuroprzekaźnika z pojedynczego pęcherzyka synaptycznego pod wpływem potencjału czynnościowego, który dociera do zakończenia synaptycznego, dyfuzji neuroprzekaźnika przez szczelinę i łączenia się go z odpowiednim receptorem na błonie postsynaptycznej. W obrębie synapsy zachodzi silna zależność od Ca++.

Związek pomiędzy pobudzeniem zakończenia nerwowego a uwolnieniem neuroprzekaźnika jest przykładem sprzężenia elektro-wydzielniczego (pobudzeniowo-wydzielniczego).

1. dotarcie potencjału czynnościowego do zakończenia nerwowego uruchamia dokomórkowy napływ jonów Ca++ przez kanały wapniowe

2. odłączanie pęcherzyka od cytoszkieletu:

• zachodzi w efekcie zależnej od Ca++ fosforylacji synapsyny I, białka, które łączy pęcherzyk synaptyczny z elementami aktynowymi

• pęcherzyki układają się w szczególnych miejscach strefy aktywacji w wyniku dokowania, w którym uczestniczą białka SNARE

• związane z pęcherzykiem białko synaptobrewina wiąże się z białkiem błony presynaptycznej syntaksyną

• syntaksyna jest ściśle połączona z napięciowo zależnym kanałem Ca++, co zapewnia optymalne umieszczenie pęcherzyka w stosunku do miejsca, w którym nastąpił sygnał wapniowy

• synaptobrewina, syntaksyna i snap25 stanowią cel dla toksyn botulizmu i tężca będącymi endopeptydazami cynkowymi i silnymi inhibitorami procesu uwalniania neuroprzekaźnika

  1. aktywacja

• kilka rozpuszczalnych białek cytoplazmatycznych tworzy przejściowy kompleks z białkami SNARE co prowadzi do częściowej fuzji błony pęcherzyka z błoną presynaptyczną, zachodzi przy udziale ATP

• aktywowane pęcherzyki pozostają w stanie gotowości czekając na impuls Ca++ niezbędny do całkowitej fuzji

• w trakcie fuzji dochodzi do tworzenia potencjału fuzyjnego, zakłada się, że końcowa fuzja zachodzi po przyłączeniu Ca++ do zlokalizowanej w błonie pęcherzyka synaptotagminy (etap szybki - 200 ms)

  1. endocytoza - po zakończeniu egzocytozy w czasie 30-60s dochodzi do endocytozy - tworzenia nowych pęcherzyków

• w procesie uwalniania neuroprzekaźnik jest wydzielany w postaci pakietów noszących nazwę kwantów

• każdy kwant reprezentuje zawartość pojedynczego pęcherzyka, na którą składa się około 4000 cząsteczek neuroprzekaźnika

• w warunkach spoczynkowych w synapsach nerwowo-mięśniowych pewna ilość neuroprzekaźnika acetylocholiny (Ach) uwalniana jest w sposób spontaniczny

• Ach łączy się z receptorem w błonie postsynaptycznej powodując powstanie miniaturowych potencjałów płytki końcowej

• Potencjał płytki końcowej jest efektem sumowania się około 300 kwantów neuroprzekaźnika uwalnianych jednocześnie z około 1000 stref aktywnych

• Receptory w błonie postsynaptycznej znajdują się naprzeciwko strefy aktywnej będącej tym rejonem błony presynaptycznej, w którym zachodzi dokowanie pęcherzyków i skąd uwalniany jest pęcherzyk

Neuroprzekaźniki pobudzające powodują powstanie w błonie postsynaptycznej EPSP - postsynaptycznego potencjału pobudzenia (wzrost przepuszczalności)

Neuroprzekaźniki hamujące wywołują powstanie IPSP - postsynaptycznego potencjału hamującego i hiperpolaryzację błony postsynaptycznej, wzrost przepuszczalności dla jonów Cl-.

Receptory synaptyczne:

• receptory jonotropowe - związane z bramkowanymi ligandem kanałami jonowymi - połączenie transmitera z receptorem powoduje otwarcie kanału w błonie

• metabotropowe - związane z białkami G - przyłączenie przekaźnika powoduje aktywację związaną z receptorem białka G, które może wywierać różne efekty zarówno na przepuszczalność błony jak i metabolizm komórki.
  Białka G mogą zmieniać przepuszczalność błony bezpośrednio przez wiązanie się z kanałami jonowymi bądź też pośrednio modyfikując aktywność enzymów pobudzanych przez układy wtórnych przekaźników, które fosforylują kanały jonowe i w ten sposób zmieniają ich przepuszczalność.

Neuroprzekaźniki - około 30 substancji. 2 grupy:

1. klasyczne - aminokwasy i aminy, ilościowo najistotniejszy spośród nich to kwas glutaminowy, prawie zawsze będący przekaźnikiem pobudzającym CUN oraz GABA pełniący zazwyczaj funkcje hamującą. Do tej grupy należą też: Ach, Dopamina, Noradrenalina i Serotonina

2. stanowią ją rozmaite peptydy, do których należą opioidy tj. dynorfina oraz tachykiny jak substancja P

Podział przewodnictwa synaptycznego ze względu na szybkość:

• szybkie - neuroprzekaźnik działa na receptory jonotropowe

• wolne- ............................................................metabotropowe

Inaktywacja - modulacja sygnału przekazywanego przez synapsy zachodzi bardzo szybko i z tego powodu uwolniony neuroprzekaźnik musi ulec inaktywacji. Dochodzi do niej na skutek:

• rozkład enzymatyczny

• pobierania ze szczeliny do neuronów komórek glejowych

• dyfuzja poza obręb synapsy

Ad. 1

Np. Ach przez acetycholinesterazę (Ache) do choliny i octanu. Ache cechuje się bardzo dużą aktywnością. Cholina jest pobierana do neuronu przez transporter zależy od Na+. Acetyltransferaza ponownie syntetyzuje Ach.

Ad. 2

• Neuroprzekaźniki klasyczne na zasadzie transportu aktywnego

• aminokwasy do neuronów i komórek glejowych, aminy do neuronów

Ad. 3

Dyfuzja bierna:

• peptydy, glutaminian i GABA w synapsach kory mózgowej. Jest ona powolna ze względu na wielkość cząsteczek i tym tłumaczy się długi czas oddziaływania na komórki.

Przewodnictwo synaptyczne w OUN - większość synaps w OUN to chemiczne, w błonie postsynaptycznej mogą występować 2 rodzaje receptorów: pobudzające lub hamujące

Neuroprzekaźniki w OUN:

- klasyczne – Aminokwasy - glutaminian, asparaginian, GABA, glicyna

- Aminy- Ach, Dopamina, noradrenalina, serotonina, adrenalina

-peptydy

- opioidy np. dynorfiny, endorfiny, kefaliny

• tychykininy: substancja P

• hormony: cholecystokinina, somatostatyna

- Głównym neuroprzekaźnikiem pobudzeniowym jest glutaminian. 35-40% synaps używa go jako neuroprzekaźnika. Większość szlaków tworzących długie projekcje w OUN ma charakter glutaminienergiczny.

- Wszystkie komórki piramidalne w korze mózgu, kom ziarniste w korze móżdżku uwalniają glutaminian.

-Za większość przekaźnictwa glutaminienergicznego odpowiada grupa receptorów określana jako AMPA/kainowe.

- Są to kanały jonowe bramkowane ligandem. Są one białkami transbłonowymi, których integralną częścią jest kanał jonowy posiadający jedno miejsce rozpoznania glutaminianu.

- Kanał ten jest przepuszczalny dla jonów K+ i Na+

- Szacuje się, że ok. 17-30% synaps używa kwasu GABA. Najwięcej jako przekaźnika hamującego.

- Większość intermediatorów w korze móżdżku i mózgu uwalnia GABA

- połączenie GABA z recept GABA powoduje wzrost przepuszczalność błony post dla Cl- wchodzą one do komórki czynią ją jeszcze bardziej ujemnymi - dochodzi do powstania hiperpolaryzacji potencjału postsynaptycznego

- receptory jonotropowe GABA bramkowane ligandem są celem wielu leków: barbiturany, anastetyki steroidowe oraz ogólne anestetyki wziewne, benzodiazepiny

Płytka motoryczna (końcowa)

Jeden pęcherzyk = 5 do 5000 cząsteczek Ach

W błonie postsynaptycznej synapsy nerwowo-mięsnowej zlokalizowane są nAChR (receptory cholinergiczne nikotynowe) nalezą one do rodziny receptorów, których kanały jonowe są bramkowane ligandem; biorą udział w szybkim przewodnictwie synaptycznym.

nAChR składa się z pięciu podjednostek

• każda z dwóch podjednostek alfa receptora ma miejsce wiązania Ach i przyłączania cząsteczki Ach, co powoduje kanału dla Na+ i K+

• kanał jest w jednakowym stopniu przepuszczalny dla Na+ i K+

• kanał jest otwierany tylko przez połączenie neuroprzekaźnika z receptorem a nie pod wpływem depolaryzacji. Jest to kanał aktywowany chemicznie.

• w wyniku otwarcia kanału następuje napływ jonów Na+ oraz wypływ K+. Wielkość prądu Na+ jest większa niż K+, więc ilościowo więcej jest Na+ napływających do komórki niż K+ wypływających z komórki - błona ulega depolaryzacji

• spontaniczne uwolnienie jednego kwantu Ach powoduje depolaryzację na płytce końcowej o mniej więcej 1mV zwaną potencjałem miniaturowym płytko końcowej (MEPP)

Związki blokujące złącze nerwowo-mięśniowe:

• środki farmakologiczne blokują przekaźnictwo w płytce motorycznej są stosowane w chirurgii do zwiotczenia mięśni szkieletowych, są skuteczne minutę po podaniu. Dzielą się na: niedepolaryzujące i polaryzujące

1. tubokuraryna (kurara też) są antagonistami nAChR - okres działania 15-60 minut tubokuraryny, ich działanie może być natychmiast odwrócone przez inhibitory AchE tj. neostygmina - powodują one wzrost stężenia Ach i jej kompetencyjność z lekiem w dostępie do nAChR

2. są agonistami nAChR- w praktyce wykorzystywany jest chlorek suksemetoniny

*) początkowe związanie agonisty otw iera kanał receptora nikotynowego wywołując depolaryzacje płytki powodując totalny i chaotyczny skurcz mięśnia zwany fascykulacją

**) po czym następuje porażenie wiotkie, gdy kanały wapniowe w kanaliku T zostają zamknięte przeżywając sprzężenie elektromechaniczne

Ach uwalniania jest na :

• zakończeniach przedzwojowych całego układu autonomicznego OUN

• w synapsach somatycznych

• w prawie całej zazwojowej części włókien przywspółczulnych

• w nielicznych włóknach współczulnych

Receptory cholinergiczne:

• nikotynowe – N

1. receptor N1 w zwojach autonomicznych oraz receptor N2- receptor płytki motorycznej

• muskarynowe

1. receptor M- zazwojowe zakończenia włókien cholinergicznych wbudowanych w błonę komórkowa efektorowych, np. pobudzanych pilokarpiną, blokowany atropiną

2. heksometonian blokuje receptory N1

3. kurara i tubokuraryna blokuje receptor N2

4. atropina blokuje receptor M

5. AchE jest blokowana przez ezerynę, prostyglinę, insektycydy fosfoorganiczne i karbaminianowe

Przekaźnictwo synaptyczne w AUN:

1. przekaźnictwo zwojowe

• Ach uwalniana z elementu synaptycznego, czyli zakończenia przedzwojowego wiąże się z receptorem N1 (nAChR) we włóknie zazwojowym

• Receptor NH w zwojach blokowany przez heksametonian

• Pojedyncze włókna przedzwojowe w przeciwieństwie do włókna w płytce motorycznej nie uwalnia dostatecznie dużej ilości neuroprzekaźnika, aby wywołać potencjał czynnościowy we włóknie zazwojowym - włókno zazwojowe wyzwala potencjał czynnościowy po zsumowania potencjałów postsynaptycznych

1. przewodnictwo zazwojowe

• przywspółczulne - Ach jest neuroprzekaźnikiem w większości przywspółczulnych zakończeń nerwowych, łącząc się z receptorem M

• blokerem receptorów M jest atropina

• Ach może wywierać działanie pobudzające lub hamujące w zależności od receptora, na który działa.

• Pobudzający wpływ Ach:

+ depolaryzacja błony komórkowej na zasadzie podobnej do działania płytki motorycznej

+ wzrost przepuszczalności błony komórkowej dla Ca++ (wzrost stężenia wewnątrzkomórkowego Ca++ może zapoczątkować skurcz m. Gładkiego)

+ uczynnienie związanego z błoną komórkową białka G wiążącego GTP

1. Współczulne

• neuroprzekaźnikiem jest noradrenalina

• receptorem dla noradrenaliny są receptory alfa i beta

• usuwana ze szczelin synaptycznej w wyniku aktywnego transportu do zakończenia nerwowego oraz dyfuzji poza obszar synapsy

• Na zależnie od rodzaju i umiejscowienia może wywołać działanie pobudzające lub hamujące

Podział receptorów adrenergicznych uwzględniając różnice pomiędzy substancją pobudzającą i blokującą receptory:

• Alfa - pobudzane przez fenylefrynę a blokowane przez ergotamina

• Beta - są pobudzane przez izoproterenol a blokowane przez propranolol

Receptory beta - adrenergiczne:

• połączenie NA prowadzi do aktywowanie białka G

• po połączeniu NA z receptorem beta podjednostka alfa białka G pobudza cyklazę adenylową, katalaza przekształca ATP do cAMP

• cAMP pobudza kinazę białkową A katalizującą fosforylację białek w komórce - SER i TRE

• białko G pobudzające wytwarzanie cAMP nosi nazwę Białka Gs

Receptory alfa - adrenergiczne

• po połączenia NA z receptorem alfa I podjednostki alfa białka G pobudza fosfolipazę C - enzym związany z błoną komórkową. Fosfolipaza C hydrolizuje difosforanfosfotydyloinozytolu (PiP2) do trifosforanuinozytolu (IP3) i diacyloglicerolu (DAG)

• DAG związane z błoną komórkową pobudza aktywność kinazy białka C- enzymu cytozolowego, który fosforyluje szereg białek komórkowych

• IP3 pobudza uwalnianie Ca++ ze zbiorników wewnątrzkomórkowych, co prowadzi do skurczu mięśni gładkich

• Po przyłączeniu Na do receptora alfa 2 następuje aktywowanie białka G hamującego cyklazę adenylową co prowadzi do zmniejszenia zawartości cAMP w komórce

• Białko G hamujące wytwarzanie cAMP nosi nazwę białka Gi

Neuroprzekaźniki w jelitowej części AUN:

• serotonina

• enkefaliny

• endorfiny

• somatostatyna

• naczynioaktywne peptydy jelitowe (VIP)

• puryny jako ATP i adenozyna

• tlenek azotu

• i np. Ach:

  • jest syntetyzowana z L-argininy pod wpływem syntetazy tlenku azotu

  • pobudza cyklazę adenylową a ta z kolei GMP i GTP

  • jest szczególnym mediatorem, dlatego ze nie jest magazynowany i uwalniany z pęcherzyków, wytwarzany w miarę potrzeby i dyfunduje z cytoplazmy komórki postsynaptycznej

  • w przewodzie pokarmowym jest głównym czynnikiem obniżającym napięcie mięśniówki gładkiej

Receptory histaminergiczne:

• NN- pobudza go 2-metylohistamina, blokuje mepyramina

• H2- pobudza metylohistamina, blokuje C-metydyna i ranitydyna

Receptory cholinergiczne

1. Nikotynowe - N

- Receptor N1 - wbudowany w błonę komórkową zwoju autonomicznego (w małych stężeniach Ach potęguje, a w dużych znosi przewodnictwo w zwojach wegetetywnych),

- receptor N2 - płytki motorycznej.

2. Muskarynowe - M

Pobudzający wpływ Ach:

depolaryzacja błony komórkowej na zasadzie podobnej do działania płytki motorycznej.

- wzrost przepuszczalności błony komórkowej dla jonów Ca2+ -> wzrost stężenia wewnątrzkom...

Stymulacja receptorów muskarynowych prowadzi do G - proteinozależnych odpowiedzi komórkowych: hamowania adenylocyklazy (M2, M4), aktywacji fosfolipazy C (M1, M3, M5) i otwarcia odpowiedniego kanału potasowego.

M1 - przodomózgowie, zwoje nerw,

M2 - serce, pień m,

M3 - gruczoły, m gładkie, oun,

M4 - w prążkowiu.

W błonie postsynaptycznej synapsy nerwowo - mięśniowej nAChR (receptor cholinergiczny nikotynowy) kanały jonowe otwierane są ligandami, szybkie przewodnictwo synaptyczne.

nAchR składa się z 5 podjednostek.

Podjednostki alfa mają miejsca wiązania dla Ach i przyłączają po 1 cząsteczce Ach -> otwarcie bramki kanału kationowego dla Na, K

1 kanał - depolaryzacja o kilka mikrowoltów

spontaniczne uwolnienie 1 kwantu - MEPP (1mV)

pojawienie się potencjału czynnościowego na zakończeniach motoneuronu uwalnia 200 - 300 (100-300) kwantów -> masywna depolar ok - potencjał komórki końcowy - EPP - o 5mV?

Związki blokujące złącze nerwowo - mięśniowe

- do zwiotczenia mięśni szkieletowych

- skuteczne w 1 min po ich podaniu

Związki niedepolaryzujące - tubokuraryna, kurara - kompetytywni antagoniści nAChR. Blok przekaźnictwaa na poziomie mięśni oddechowych.

Okres dział 15 - 60 min.

Można odwrócić ich działanie przez podanie substancji będących inhibitorami acetylocholinesterazy, np. neostygmina. Wzrost stężena Ach i kompetycyjność w dost do receptora

Depolaryzujące -

- są agonistami nAChR: chlorek suksametonium. Początkowo związanie agonist otwiera kanał rec nikot wywołując depol płytki - powoduje to totalny i chaotyczny skurcz mięśnia - fascykulacja.

Potem porażenie wiotkie - zamknięcie kanałów wapn w cewkach T - przerwanie sprzężenia elmech

AchE jest hamowana przez:

- ezerynę (fizostygminę),

- prostygminę,

- insektycydy fosfororganiczne (fluostygmina - fluorofosforan) - nieodwrac

- insektycydy karbaminianowe (neostygminna, pirydostygmina, edrofonium) - odwrac

Zatr nieodwrac - paraliż dróg oddechowych

Heksametionium, mekamylamina, pempidyna, trimetafan - blokują rec N1 (ganglioplegiki)

Recepory muskarynowe

Cholinomimetyki

- bezpośrednio pobudzające rec muskarynowe

- acetylocholina i estry choliny - metacholina, karbachol

- alkaloidy cholinomimetyczne

Cholinolityki, parasympatykolityki (ham czynność ukł przywspółcz)

Kompetycyjni antagoniści rec M

- leki p/histaminowe, p/depresyjne, neuroleptyki

- cholinolityki naturalne - atropina, skopolamina - działanie przeciwwymiotne, przeciwkonwulcyjne - wpływ otępiający na oun, środek niedozwolony z bielunia kędzierzawy znany od lat środek prowdomówności

Antagoniści rec muskarynowych

- wyłączenie układu przywspółczulnego i przewaga układu współczlnego, w efeknie np:

- rozkurcz mięśni gł przew pok, dróg mocz, żółc

zacham grucz wydziel zewn (acetylochol działa na nie pobudzająco)

- rozszerzenie źrenic

Acetylocholina

- neuroprzekaźnik we wsz cz mózgu z wyj móżdżku.

- w dużym stopniu grom się w rdzeniu w korz...

- W mózgu przeważają rec M - uczestn w funkcjach mózg jak: pamięć, uczenie, kontrola ukł pozapirymidowego i przedsionkowego, odgrywają również rolę w przetwarzaniu bodźców bólu

W kom Renshawa ............................

Przekaźn syn w autonomicznym ukł nerw

przewodn zwojowe

Ach uwalniana z zak przedzwoj...

Przewodnictwo zazwojowe

współczulne - neuroprzekaźnikiem we wł zazwoj wsp jest noradrenalina (NA)

- L-tyrozyna -> L-dopa -> DP -> L-NA -> NA

- usuwanie ze szczeliny synaptycznej w wyniku aktywnego transportu do zakończenia nerwowego oraz dyfuzji poza obszar synapsy

zależnie od rodzaju i umiejscowienia receptora, może wywoływać różne...........

Receptory alfa (1,2) i beta (1,2,3)

OUN - alfa 1,2 beta 1,2

serce - beta 1

płuca - beta 2

BAT - beta 3

bł presynapt alfa 2

powinowactwo do alfa - fenylefryna/antagonizm ergotamina

powinowactwi do beta - izoprenalina/ ?

wytwarzanie:

adrenalina - rdzeń nadnerczy, kom chromochłonne

NA - rdzeń nadnerczy, włókna współczulne zazwojowe, OUN

rec adrenergiczne - metabotrop

rec alfa 2 - aktywacja białka GI - char inhibitującego - hamowanie cyklazy adenylanowej, spadek aktywacji kinazy białkowej

Białko G:

- S - podwyższenie poziomu cAMP

Neurony adrenergiczne - jądra mostu i jądra rdzenia przedłużonego (szczególnie miejsce sinawe)

Dopamina -> NA (beta - hydroksylaza dopa)

NA -> A (N-metylotransferaza fenyloetanolaminy) neurony tyłomózgowia i kom chromochłonne rdzenia nadnerczy

wł adrenergiczne przebiegają

- z A6 (miejsce sinawe) pęczkiem grzbiet do kory, hipokampu

- z A1, A2, A4, rdzenia przedłużonego i A7 mostu pęczkiem dobrzusznym do podwzgórza, kresomózgowia, móżdżku.

NA wpływa na zmiany nastroju. Powoduje depresję (także niedobór serotoniny), nadmiar - choroby maniakalne

NA odgrywa rolę w procesie pobudzania zwierzęcia, gdy przechodzi ono w stan czuwania i wykazuje zwiększoną aktywność

Bierze udział w ośrodkowej regulacji ciśnienia krwi, oddziałując na neurony...

DOPAMINA:

Występuje w opuszce nerwu węchowego, jądrach pnia mózgu. Nadmiar może doprowadzić do schizofrenii. Niedobór acetylocholiny - może doprowadzić do choroby Alzheimera.

• droga mezostratialna, zwana także mikrostratialną (od A8 i A9 do prążkowia)

• droga mezolimbiczna (z A10 do układu limbicznego) - odczuwanie przyjemności

• droga mezokortykalna (z A10 do kory).

Typy receptorów dopa (2 rodziny):

- grupa D1 (rec D1 i D5) - większe powinow dla dopa, sprzężenie z białkiem Gs, zwiększenie stęż cAMP,

- grupa D2 (rec. D2, D3, D4)

HISTAMINA:

Występuje w mózgu w niewielkich ilościach i zgromadzona jest głównie w komórkach tucznych.

• receptory H1 działają pobudzająco, a H2 hamująco

• receptory H3 modulują uwalnianie histaminy, a także katecholamin

• bierze udział w powstawaniu apetytu, popędu, wydzielania hormonów przysadki

• hec histaminergiczne

• H1 - pobudza 2 - metylohistamina, blokuje mepyramina

• H2 - ?.

SEROTONINA

Neurony rozproszone w pniu mózgu - w jądrach mostu i rdzenia przedłużonego - tzw. jądra szwu.

• projekcja do rdzenia kręgowego - rogi grzbietowe

• projekcja wstępująca do podwzgórza, ciała migdałowatego

Odgrywa rolę w procesach: spania, czuwania, odczuwania nastroju, uczeniem się, zapamiętywania, sensoryczna transmisja w mózgu i rdzeniu kręgowym.

• NO (nie jest magazynowany w pęcherzykach), pobudza cyklazę guanylową -> wzrost cGMP -> np. relaksacja mięśni gładkich naczyń

• CO jak wyżej (NO)

• ATP - P2

• Adenozyna - P1

Sumowanie synaptyczne

• sumowanie w czasie – występuje, jeżeli następny potencjał czynnościowy dociera do zakończenia presynaptycznego wywołując odpowiedź postsynaptyczną, zanim zaniknie odpowiedź na poprzedni potencjał czynnościowy, drugi potencjał postsynaptyczny dodaje się wówczas do pierwszego, co zwiększa amplitudę potencjału postsynaptycznego

• sumowanie w przestrzeni – występuje, jeżeli kilka zakończeń postsynaptycznych na danej komórce zostaje pobudzone w tym samym czasie

Torowanie – występuje wtedy, gdy pewna liczba aktywnych wejść pobudza w tym samym czasie komórkę postsynaptyczną i połączony efekt ich działania przewyższa zsumowany efekt każdego z tych wejść działających oddzielnie, (czyli większa odpowiedź na działanie wielu sygnałów wejściowych niż by to wynikało z sumy działań pojedynczych bodźców)

Torowanie czasowe:

• Okluzja - pobudzanie kilku wejść aktywnych w tym samym czasie daje odpowiedź mniejszą, niż suma odpowiedzi na pobudzenie u poszczególnych elementów aferentnych oddzielnie. Występuje ona wtedy, gdy sygnał z jednego wejścia jest wystarczający do pobudzenia prawie całej grupy neuronów, a więc dochodzący do tej samej grupy sygnał z innych wejść wywoła niewielki dodatni efekt

• hamowanie presynaptyczne- redukcja ilości neuroprzekaźnika uwolnionego z zakończeń presynaptycznych- hamowanie presynaptyczne jest efektem działania GABA wydzielanego z zakończenia neuronu mającego połączenie synaptyczne z danym zakończeniem presynaptycznym

• GABA zmniejsza ilość neroprzekaźnika uwalnianego z zakończenia nerwowego przez zmniejszanie liczby jonów Ca++ do zakończenia presynaptycznego podczas jego pobudzania

• Połączenie GABA z receptorem GABAa powoduje otwarcie kanałów dla Cl-, które napływają do komórki zmniejszając amplitudę potencjału czynnościowego, który dociera do zakończenia nerwowego

• Zmniejszenie amplitudy potencjału czynnościwoego powoduje napływ zmniejszej ilości Ca++ do zakończenia i w konsekwencji uwolnienia mniejszej ilości transmitera- efektem jest zmniejszenie EPSP w obrębie błony postsynaptycznej 3 neuronu

• Połączenie GABA z receptorem GABAb prowadzi do pobudzenie białka G

  • Pobudzenie białka G może prowadzić do

    • Otwarcia kanałów dla K+ co powoduje hiperpolaryzację zakończeń nerwowych i zmniejszenie amplitudy potencjalu czynnościowego

    • Bezpośrednie blokowanie napływu jonów Ca++ do zakończeń presynaptycznych podczas pobudzenia

Hamowanie presynaptyczne nie obniża pobudliwości komórek presynaptycznych, natomiast IPSP utrudnia jej pobudzenie, ponieważ prowadzi do hiperpolaryzacji.

Hamowanie presynaptyczne prowadzi jedynie do hamowania określonego wejścia

• GABA jest m.in. mediatorem hamowania presynaptycznym w rdzeniu kręgowym, jego antagonista bikukulina wywołuję ogólne skurcze mięśni

Hamowanie postsynaptyczne- polega na występowaniu hamujących synaps aksono-dendrytycznych i aksono-somatycznnych, powodujących hiperpolaryzajcę błony postsynaptycznej dendrytów lub ciała komórkowego.

Mediatorem komórki postsynaptycznej w rdzeniu kręgowym jest glicyna. Jej antagoniści- strychnina i toksyna tężcowa blokują hamowanie postysnaptyczne na neuronach ruchowych rdzenia kręgowego rdzenia kręgowego, co prowadzi do skurczów tężcowych całego organizmu.

Rdzeń kręgowy:

• substancja biała: aksony i oligodendrocyty

• powrózki przednie, boczne i tylne

• szlaki własne rdzenia (połączenia między różnymi poziomami rdzenia) oraz szlaki wstępujące i zstępujące

• substancja szara: dendryty, ciała komórkowe, aksony, oligodendrocyty, astrocyty.

Powrózki brzednie:

• drogi własne

• drogi korowo-rdzeniowo-przednia

• drogi przedsionkowo-rdzeniowa

• droga siatkowo-rdzeniowa-przyśrodkowa

Powrózki boczne:

• droga korowo-rdzeniowo boczna

• droga czerwienno rodzeniowa

• droga siatkowo-rdzeniowa boczna.

Drogi wstępujące:

• rdzeniowo- wzgórzowa boczna i przednia

• sznury boczne czucie dotyku i temperatury

• rdzeniowo-siatkowata do tworu siatkowatego śródmózgowia – czucie bólo

• rdzeniowo-móżdżkowa – czucie głębokie

• sznury tylne (grzbietowe

• szlaki przewodzące sygnały czucia głębokiego i dotyku: pęczek smukły i klinowaty: kąsro brzuszne, tylno-boczne w skórze

• szlaki własne

Susbtancja szara: rogi przednie, tylne, oczne (cz. piersiowa, górna lędźwiowa i krzyżowa):

• 10 warstw: 1-X

• !-V – pierwotne pole czuciowe, impusy z receptorów czucia somatycznego

• CI – kontrolna impulsacji aferentej gł. przez drogi piramdiowe

• VII – nerurony wstawko typu kojarzeniowego oraz ośrodki wegwtatywne (koordacyjny ośrodek rdzeniowy

• VIII – neurony wstakowe – wpływa na aktywność gamma-motoneuronów, koniec drogi siatkowo-rdzeniowej

• IX – pierwotne pole ruchowe alfa motoneurony

• X – otacza kanał rdzeniowy.

Największe skupienie neuronów ruchowych w rogach przednich warstw VII-IX:

• część boczna alfa motoneurony

• część przyśrodkowa – gamma motoneurony.

Czynność rdzenia kręgowego:

• sterowana przez wyższe piętra CUN

• duży stopień niezawodności (po zniszczeniu trwałe skutki)

• przewodzenie jednokerunkowe, wolne

• długa refrakcja: 2,5m/s, RW 10m/s

• sumowanie.

Aktywność motoryczna:

• czynności ruchowe jako element zachowań

• reakcje posturalne – utrzymanie postawy ciała stosownie do wykonywanej czynności

• zjawiska lokomocyjne – ruchy pozwalające na przemieszczanie się w przestrzeni

• czynności manipulacyjne, ruchy niezbędne do zdobywania pokarmu, obrony, budowy gniazd

Poziomy integracji:

1. rdzeń kręgowy, rdzeń przedłużony, most, śródmózgowie (zst cze tworu śiatkowatego, j czerwienn, pokrywa, j przedsionkowe)

• pień mózgu wymień

• koordynacja skurczów mm oraz zachowanie napięcia mięśnioweho, odruchy własne mm, odruch zginania

• sterowanie ruchami uczestniczącymi w utrzymaniu odp postawy ciałą i przemieszczaniu org

• charakter odruchowy ruchó - reakcje wywołane w sposób stereotypowy przez odp bodźce

1. kora czuciowo-ruchowa, jądra podstawne:

• koordynacja czynności rdzenia

• regulacja utrzymania równowagi, napięcia mm, sterowanie postawą ciala i jego przemieszczaniem się

1. kora ruchowa, móżdżek z drogami rdzeniowo-móżdżkowymi

• koreakcja aktualnie wykonywanych ruchów

• plan szybkości ruchowej: dobór strategii toru i szybkości ruchu

• ruchy dowolne – wykorzystują różne strategie do osiągniecia tego samego celu, co ruchy oddechowe, mogą być odpowiedzią na bodziec, ale też reakcją na wyobrażenie bodźca, myślenie lu emocję

Odruchy posturalne:

• utrzymanie stabilnej pozycji ciała i przeciwdziałanie siłom, które mogą przesunąć środek ciężkości ciała

• pozwalają utrzymać odpowiednie położenie środka ciężkości podczas ruchu kończyn

• mięśnie antygrawitacyjne: prostowniki kończyn, niektóre mm grzbietu

Odruchy posturalne zawiadywane są przez pień mózgu, w odpowiedzi na informację czuciową:

• przedsionkową (z błędnika)

• proprioreceptywna )wrzecionka nerwowo-mięśniowe, ciałka Golgiego)

• wzrokową (wzgórki górne)

Odruchy przedsionkowe:

• stabilizują położenie głowy w przestrzeni

• odruchy przedsionkowo-czworacze – mięśnie szyjne – ich zadaniem jest utrzymanie głowy w pozycji pionowej

• odruchy przedsionkowo-rdzeniowe – mięśnie kończyn.

Odruchy szyjne:

• odruchowy skurcz mięśnie szyjnych – odruchy szyjno-czworacze

• odruchowy skurcz mięśni kończyn – odruchy szyjno-rdzeniowe.

Odruchy przedsionkowo czworacze i szyjno-czworacze współdziałają ze sobą

Odruchy szyjno-rdzeniowe i przedsionkowo rdzeniowe są antagonistyczne lub synergistyczne w zależności od sytuacji.

Odruchy prostowania:

• uczestniczą w nich:

• przedsionkowe i szyjne odruchy prostowania

• wzrokowe odruchy prostowania

• kontrolowane przez pień mózgu odruchy prostowania ciała.

Odruch umieszczania kończyny:

• odpowiedź, która pozwala zwierzęciu na umieszczenie kończyny tak, aby utrzymać równowagę ciała – reakcja umieszczania kończyny

• reakcja wzrokowa

• reakcja dotykowa.

Zstępująca nadrdzeniowa kontrola ruchu:

• przyśrodkowe drogi ruchowe – odruchy posturalne

• boczne drogi ruchowe – ruchy dowolne.

Przyśrodkowy układ ruchu (pień mózgu do rdzenia kręgowego)

• droga siatkowo-rdzeniowa

• droga przedsionkowo-rdzeniowa

• jądra pnia mózgu: pośrodkowa i brzuszna część istoty szarej rdzenia kręgowego

• informacja z móżdżku i kory mózgu – modyfikacja odruchów posturalnych.s

Jądra przedsionkowe i siatkowate – integraacja informacji przedsionkowej i z proprioreceptoró, kontrola odruchów posturalnych za pośrednictwem dróg przedsionkowo-rdzeniowych i siatkowo-rdzeniowych (przyśrodkowy układ ruchowy).

Jądra siatkowate otrzymują informację z kory przedruchowej – modyfikacja odruchów posturalnych zależnie od potrzeb lokomotorycznych:

• przyśrodkowe drogi ruchowe, dzięki połączeniom z móżdżkiem i korą mózgową umożliwiają przyjęcie odpowiedniej postawy poprzedzające planowany ruch dowolny.

Jądro przedsionkowe:

• otrzymują informację z receptorów przedsionkowych przez VIII parę n czaszkowych integracja informacji przedsionkowe i proproreceptywnej

• pobudzają motoneurony alfa unerwiające mieśnie antygrawitacyjne

• odruchy z ukł przedsionkowego, utrzymują napięcie mm antygraw i koor

Droga siatkow rdzeniowa (przyśrodkowa, boczna)

• jądra siatkowate

• informacje z proprioreceptorów wrzecioń mm, receptorów stawowych kręgów i z przedsionka drogi siatkowo-rdzeniowe uczestniczą w odruchach szyjnych i przedsionkowych

• informacje z kory przedruchowej, która modyfikuje odruchy posturalne i tryb pracy ośrodkowych generatorów wzorca lokomocyjnego, zależnie od okoliczności

• przyśrodkowa, jest tożstronna

• jej neurony pobudzają moroneurony mm odiowych i prostowników kończyn, hamują przez połaczenia polisynaptyczne mm zginacze kończyn

• boczna – zaczyna się na jądrach siatkowatych opuszki, obustronna

• monosynaptycznie hamuje motoneurony mm szyjnych i osiowych

• polisynaptycznie hamuje proksymalne mm prostowniki kończyn, a pobudza proksymalne mm zginacze kończyn

• jądra siatkowate opuszki otrzymują informację z śródmózgowego obszaru lokomocyjnego.

Droga porywowo-rdzeniowa:

• zaczyna się w jądrach blaszki pokrywy śródmózgowia:

• bierze udział w optycznej i akustycznej kontroli ruchu za jej pośrednictwem wyzwalane są zwroty głowy tułowia, ku bodźcom pojawiającym się nieoczekiwanie w polu widzenia.

Ruchy dowolne – ruchy wykonywane w sposób zamierzony – określone sekwencje pobudzania mięśni:

• główna struktura kierująca – kora ruchowa

• móżdżek i jądra postawy wpływają na aktywność kory ruchowej przez pętle zwrotne przechodzące przez wzgórze.

W korze ruchowej, znajdującej się w płacie czołowym, biorą początek dwie drogi boczne:

• korowo-rdzeniowa (piramidowa) k. piramidowe V warstwy

• czerwienno-rdzeniowa – jądro czerwienne, połączenie bezpośrednie z korą czuciowo-ruchową.

Droga czerwienno-rdzeniowa:

• najważniejsza droga ruchwa u zwierząt

• zaczyna się w jądrze czerwiennym śródmózgowia i kończy na motoneuronach rdzenia kręgowego r brzusznych

• włóna warstwy V – dr korowa czerwienna

• reg nap mm i jego rodział, koordynując współdziałanie między mm syngeristycznymi i antagonistycznymi

• stanwi drogę odśrodkową móżdżku i jąder podstawy mózgowia

• jest aktywna przy wykonywaniu uprzednio wyuczonych ruchów (automatycznych ruchów)

• moż perzyjmować f dróg piramidowych.

Kora mózgowa odpowiedzialna za planowanie ruchów dowolnych i wysyłąnie poleceń ruchowych inicjujących ich wykonanie.

Płat czołowy – ku przodowi, od bruzdy środkowej mózgu.

Trzy główne obszary ruchowe:

• pierwotna, pierwszorzędowa kora ruchowa MI

• kora przedruchowa PM

• dodatkowa kora ruchowa SMA.

MI – pierwszorzędowa okolica ruchowa i wychodzące z niej włókna dają początek drogom korow-rdzeniowym (piramidowe) – nadrzędne ośrodki ruchów dowolnych: kierunek ruchu, siła. szybkość zmian napięcia mm.

Drogi piramidowe – monosynaptyczne, skrzyżowane

• skrzyżowanie: granica rdzenia przedłużonego i kręgowego, drog korowo-rdzeniowa boczna

• skrzyżowanie: poziom motoneuronów rdzenia kręgowego, droga korowo-rdzeniowo brzuszna.

Uszkodzenie – ograniczenie (niedowład przeciwległej strony) lub zniesienie (porażenie) ruchów dowolnych, wzmożone napięcie mięśni i odruchow ścięgnoywch, utrata odruchów powierzchownych.

Kora przedruchowa (PM) – pętle z jądrami podstawy, początek dróg pozapiramidowych.

Dodatkowa kora ruchowa (SMA)

• potęgowanie ruchów

• pamięć wzorców czynności ruchowych.

Kora czuciowa:

• pierwotna okolica czuciowa

• czuciowe pole asocjacyjne 5.

Kora – planowanie ruchów dowolnych i wysyłanie poleceń ruchowych inicjujących

Ośrodki podkorowe – odpowiedzialne za modulację i koordynację tych pleceń, aby zadania ruchowe były wykonane prawidłowo:

• u zwierząt ze słabo rozwiniętą korą reguluje i inicuje ruchy układ

• móżdżek

• pień mózgu

• rdzeń kręgowy

• receptory.

Jądra podkorowe:

• ciało prążkowane: jądra ogoniaste i skorupa (prążkowanie), gałka blada

• jądro niskowzgórzowe (tylna część podwzgórza)

• jądro czerwienne

• jądra mostu

• układ siatkowaty pnia mózgu.

Jądra podstawne:

• brzuszna cz kresomózgowia

• połączenia z kory i ośrodków ruchowych w pniu mózgu

• pętla przechodząca przez skorupę – kontroluje impulsy z okolicy ruchowej kory do rdzenia kręgowego, kontrola precyzyjnych, zautomatyzowanych czynności

• pętla przechodząca przez jadro ogoniaste, rozpoczyna się w obszarach acocjacyjnych – kontrola poprawności sekwencji planowanych ruchów i celowości ich wykonywania w danej stuacji

• uszkodzenie – zubożenie ruchów lub występowanie ruchów mimowolnych – zespoły hipo- (Parkinson) i hiperkinetyczne (Pląsawica Huntingtona).

Ciało prążkowane:

• najwyższy ośrodek u zwierząt ze słabo rozwiniętą korą:

• gałka blada – nadrzędny podkorowy ośrodek ruchowo-nadawczy

• wrodzone reakcje automatyczne instynkty

• u ssaków i ptaków zdolność inicjowania ruchu

• mimowolne ruchy współtowarzyszące

• regulacja napięcia mięśniowego.

Jądro niskowzgórzowe:

• podwzgórze

• regulacja ruchów lokomocyjnych.

Jądro czerwienne – jego aktywność poprzedza ruchy zamierzone i jest skorelowana z takimi parametrami jak siła, prędkość, kierunek

• leży w układzie siatkowatym śródmózgowia

• otrzymuje impulsy z okolicy ruchowej kory i przekazuje je drogą czerwienno-rdzeniową do rdzenia kręgowego

• pośredniczy w przekazywaniu impulsów z kory do móżdżku.

Pień mózgu: rdzeń przedł, most, śródmózgowie, międzymózgowie (część).

Pień mózgu:

• twór siatkowaty zstępujący (pośrodkowa część pnia mózgu)

• cz wstępująca – utrzymywanie mózgu w stanie czuwania

• cz zstępjąca – regulacja napięcia mm: twór siatkowaty mostu, twór siatkowaty rdzenia przedłużonego.

Twór siatkowaty mostu:

• spontaniczna aktywność, dodatkowe pobudzanie przez jądra przedsionkowe i z móżdżku stan napięcia prostowników utrzymanie postawy

• początek drogi siatkowo-rdzeniowej przyśrodkowej aksony do motoneuronów alfa i gamma rdzenia kręgowego mm antygrawitacyjnych (prostowniki u czworonogów)

• hamowany przez jadra podstawne i okolcę kory przedruchowej.

Twór siatkowaty rdzenia przedłużonego:

• początek drogi siatkowo-rdzeniowe bocznej (opuszkowej) ośrodki rdzenia kręgowego mmm zginaczy

• pobudzany przez jądra podstawne i okolicę przedruchową kory.

Orodki kontroli ruchu tworu siatkowatego pnia mózgu:

• stanowią stację przekaźnikową dla wszystkich zstępujących poleceń ruchowych, z wyjątkiem tych, które przebiegają bezpośrednio do rdzenia kręgowego przez piramidy

• otrzymują i modyfikują polecenia do proksymalnych i osiowych cz. ciała

• są odpowedzialne za utrzymanie normalnego napięcia determinującego utrzymanie postawy ciała

Uszkodzenie mózgi intereferujące z uszkodzeniem tworu siatkowatego – spastyczność

• odruchy na rozciąganie mm antygrawitacyjncy są wzmożone w wyniku podwyższnej aktywności motoneuronów alfa i gama, m antygrawitacyjne

• uszkodznie dróg m mózgowiem, móżdzą a tw siatko, powoduje sztywność z odkorownia (usz torebki wewn i przed konarów mózgu), sztywność odmóżdżeniowa (uszkodzenie pnia mózgu pow tworu siatkowatego mostu)

• sztywność odmóżdżeniowa; wzrost napięcia w prostownikach kończyn, karykatura stania, po ułożeniu na boku niemożność podniesienia się.

Ukłąd pozapiramidowych zapewnia tworzenie automatyz