FIZJOLOGIA OUN

Naczynia krwionośne w mózgu:

• tętnica przednia mózgu

• t. środkowa mózgu

• t. tylna mózgu

• t. podstawna

3 poziomy integracji w ośrodkowym układzie nerwowym (patrz kartka)

Mózg a zachowanie

Zrozumienie działania mózgu – naszego zachowania – wymaga zrozumienia mechanizmów na wielu poziomach organizacji i zrozumienia zależności pomiędzy tymi poziomami.

Układ limbiczny – neuronalne podstawy zachowania instynktownego i emocji

• kora obręczy

• przegroda przezroczysta

• podwzgórze

• hipokamp

• ciało migdałowate

Układ limbiczny

• zakręt obręczy odgrywa rolę w emocjach

• hipokamp zaangażowany jest w uczenie się i pamięć

• ciało migdałowate Zaangażowane jest w emocjach i pamięci, drażnienie wywołuje też reakcje strachu

Układ limbiczny (węchomózgowie) jest stary i stosunkowo prymitywny. Jest dobrze rozwinięty u pierwotnych form kręgowców, a w miarę rozwoju filogenetycznego wzrasta bogactwo jego połączeń.

Prymitywizm polega na prostej budowie komórkowej. Struktury korowe limbiczne to allocortex (zbudowana tylko z dwóch warstw komórek lub kora bezwarstwowa) lub juxtallcortex – kora przejściowa do sześciowarstwowej kory nowej (neocortex).

Układ limbiczny (le grand lobe limbic)
Pojęcie „struktur limbicznych” wprowadził Paul Broca (1878) na oznaczenie zespołu struktur korowych leżących wokół wnęki półkuli mózgu oraz związanych z nią struktur: ciała migdałowatego, hipokampa i jąder przegrody przezroczystej.

Struktury korowe limbiczne to: zakręt parahipokampalny i kora węchowa w płacie skroniowym, zakręty oczodołowe w płacie czołowym i zakręt obręczy leżący nad spoidłem wielkim mózgu.

Kora płata skroniowego odbiera impulsy węchowe (węchomózgowie).

Papez (1937) – koncepcja, że struktury te są związane z kontrolą emocji.

Główne obwody neuronalne w układzie limbicznym:

• krąg Papeza (krąg pamięci)

• Krąg Nauty (z udziałem struktur śródmózgowia)
  Nauta dodał do układu limbicznego niektóre struktury śródmózgowia: pole brzuszne nakrywki (Tsaia), jj. Nakrywki Guddena i Bechterewa, j. okołomózgowia śródmózgowia

Krąg Papeza (nie po kolei):

• Kora entorialna

• Hipokamp

• Podwzgórze

• Ciała suteczkowate

• Przednie wzgórze

• Zakręt obręczy

• Sklepienie

Krąg Papeza - schemat (patrz kartka)

Znaczenie czynnościowe u. limbicznego daleko wykracza poza funkcje węchowe.

• Układ limbiczny steruje behawioralnymi reakcjami napędowo– emocjonalnymi służącymi do utrzymania przy życiu osobnika i podtrzymaniu gatunku.

• Steruje też reakcjami wegetatywnymi i hormonalnymi we współdziałaniu z podwzgórzem.

Struktura reakcji napędowo– emocjonalnej:

• Komponenta somatyczna czyli ruch

• Komponenta wegetatywna czyli pobudzenie układu autonomicznego sympatycznego (współczulnego)

• Komponenta hormonalna czyli pobudzenie wydzielania hormonów, zwłaszcza nadnerczy

• Komponenta subiektywna

Wszystkie te elementy są integrowane w jedną reakcję behawioralno– wegetatywno– hormonalną przy udziale układu limbicznego we współdziałaniu z podwzgórzem.

Regulacja neuronalna reakcji stresowej

Struktury mózgowe zaangażowane w reakcję strachu i stresu: prefrontal cortex (medial prefrontal cortex, ventromedial prefrontal cortex), amygdala.

Stress response system

• podwzgórze -> CRH (hormon kortykotropowy = kortykoliberyna)

• przysadka -> ACTH (hormon adrenokortykotropowy)

• kora nadnerczy -> glikokortykoidy (u ludzi kortyzol, u szczurów kortykosteron)

• sprzężenie zwrotne – im więcej kortyzolu tym bardziej hamowane podwzgórze

schemat – kartka

Gruczoły dokrewne działają przede wszystkim w systemie łączności na osi podwzgórze – przysadka mózgowa – gruczoł obwodowy.

Sygnałem uruchamiającym tę oś są:

• niskie stężenie hormonu obwodowego we krwi

• wpływy ośrodkowe lub aferentne

• inne bodźce działające na detektory podwzgórza (np. stężenie cukru we krwi)

Skrypt! – schemat wydzielania podwzgórze – przysadka mózgowa, taki duży dość xD

Nacisk czynników środowiskowych jest motywujący, jeżeli nie przekracza pewnych granic:

• hypostres – niska aktywacja nie stymuluje do działania

• eustres – to optimum między presją środowiska a skutecznością działania

• hyperstres – presja środowiska przekracza możliwości organizmu

• di stres – długotrwała, silna presja skutkuje „chorobami z przystosowania”

Wykres – patrz kartka

Cannon – teoria pogotowia czynnościowego nadnerczy – nadnercza są uruchamiane przez oś podwzgórzowo- współczulno- nadnerczową (PWN) i oś podwzgórzowo- przysadkowo- nadnerczową (PPN) we wszystkich stanach wymagających mobilizacji organizmu.

Selye – zespół ogólnego przystosowania (GAS – General Adaptation Syndrom) – jest to reakcja ustroju polegająca na uruchomieniu osi PPN, wywołana działaniem stresora (czynnik wywołujący). GAS w warunkach stresu ma podtrzymywać wysoki poziom strumienia energetycznego.

Stresor = czynnik stres = reakcja (GAS)

Stres = mobilizacja energetyczna (tlen + glukoza) ustroju na jakiekolwiek obciążenie działające na organizm.

Mobilizacja środowiska wewnętrznego wywołana stresorem może wynikać:

• z faktycznego zapotrzebowania na energię wynikającego z obciążenia ustroju;

• może być wywołana czynnikami nieadekwatnymi do obciążenia ustroju („stresujące” bodźce z OUN) przy braku zapotrzebowania energetycznego i daremnej mobilizacji, powodując „wybuch tkankowej bomby metabolicznej”.

Brak faktycznego zapotrzebowania na energię (stres neurogenny) np. immobilizacja, to brak skanalizowania przemiany materii w normalny sposób – hipometabolizm tkankowy (przy podwyższonym poziomie glukozy we krwi) (np. insulina łagodzi przebieg stresu udrażniając metabolizm glukozy).

Fazy reakcji stresowej wg Selye’go:

A - odczyn alarmowy – adrenalina – zmiany czynnościowe: faza wstrząsowa i faza przeciwwstrząsowa

B – faza przystosowawcza, adaptacji – hormony korowe (ich wydzielanie stymuluje ACTH, z którym wydziela się β-endorfina) – zmiany strukturalne:

GKS i MKS – oscylacyjne działanie równoczesne – wypadkowa ich wpływów decyduje o przewadze efektów „mobilizacji” lub „relaksacji” na wysokim poziomie aktywności. Oscylacyjne zmiany efektu wiodącego. β-endorfina – działanie przeciwbólowe i immunosupresyjne

C – faza wyczerpania – nieodwracalne oznaki reakcji alarmowej, wyczerpanie potencjału adaptacyjnego.

Schem. 1 w zeszycie

Właściwości reakcji stresowej

• reakcja adaptacyjna – adaptacja do nagłej potrzeby (niebezpieczeństwo, ciężka praca fizyczna, zmiana środowiska wewnętrznego + stresory neurogenne, ALE wyzwalaczami reakcji również głód, wysiłek fizyczny, zimno);

• reakcja ogólnoustrojowa – obejmująca OUN, środowisko wewnętrzne (gł. system krążenia) i środowisko wewnątrzkomórkowe (właściwy efektor);

• reakcja neurohormonalna – reakcja ogólnoustrojowa, zależy od powiązań między układem nerwowym i hormonalnym: oś PWN (początek – tylne podwzgórze) i PPN (początek – przednie podwzgórze, jądro przykomorowe wydzielające CRH);

• reakcja niespecyficzna – różne bodźce wywołują za każdym razem te same (w znacznym stopniu) reakcje.

Hormony nadnerczy: rdzeń

Adrenalina - podstawowy czynnik wpływający na poziom cukru – wywołuje hiperglikemię uruchamiając rezerwy glikogenu. Podwyższa ciśnienie krwi, zmniejsza przepływ skórny, a rozszerza naczynia mięśni szkieletowych i naczynia wieńcowe. Rozluźnia mięśniówkę drzewa oskrzelowego, zwiększa pobudliwość i częstość skurczów serca. Aktywuje OUN (FFF hormon = fight- flight- fright – walka, ucieczka, strach) – wytrzeszcz oczu, stroszenie sierści. Uruchamiana w sytuacjach mobilizacji energetycznej ustroju. NA, DA – działanie podobne.

Hormony nadnerczy: kora

Glikokortykoidy – GKS (np. kortyzol) – działają na przemianę białek, tłuszczów i węglowodanów – stymulują glukoneogenezę, czyli wytwarzanie cukru kosztem białek (układu grasiczo-limfatycznego, tkanki łącznej i mięśniowej) – efekt: limfopenia, inwolucja układu limfatycznego, owrzodzenia przewodu pokarmowego, destrukcja kompartymentów komórkowych w obrębie mięśni – zaburzenia metabolizmu (hipermetabolizm), utrata Ca ++ (coś tam coś tam)

Nadnerczowe hormony płciowe (estrogeny, androgeny i progesteron) – gł. znaczenie w dzieciństwie i wieku młodocianym, a także po kastracji i po menopauzie (nasilenie lub utrzymanie cech płciowych i libido). Guz nadnerczy to m.in. zespół nadnerczowo-płciowy (u kobiet) = wirylizacja, maskulinizacja.

Główne objawy reakcji stresowej:

• hipertensja – wzrost ciśnienia krwi

• tachykardia – zwiększenie częstości skurczów serca

• hiperglikemia, hiperlipidemia i hiperproteinemia – podniesienie poziomu glukozy we krwi (a także produktów trawienia tłuszczów i białek)

Mechanizm hiperglikemii:

1. glikogenoliza

2. glukoneogeneza

Efekty Glukoneogenezy:

1. immunosupresja (bo inwolucja układu grasiczo- limfatycznego)

2. owrzodzenia przewodu pokarmowego (bo proteoliza tkanki łącznej)

schem. 2a i b w zeszycie

Autonomiczny układ nerwowy

Organizacja układu nerwowego (schem. 3 w zesz.)

• Ośrodkowy układ nerwowy: mózgowie, rdzeń kręgowy

• Obwodowy układ nerwowy nerwy czaszkowe

AUN – część obwodowego układu nerwowego, przebiegają w nerwach rdzeniowych lub czaszkowych

Droga eferentna:

• Dwuneuronowa

• Zwój autonomiczny

• I neuron

• Zlokalizowany w OUN

• Przedzwojowy

• Słabo zmielinizowany

• II neuron

• Zlokalizowany w zwoju autonomicznym

• Zazwojowy

• Niezmielinizowany

Zwoje układu autonomicznego to tylko zwoje RUCHOWE.

Efektory AUN:

• Mięśnie gładkie

• Mięsień poprzecznie prążkowany serca

• Tkanka gruczołowa

Rola AUN:

• Regulowanie funkcjonowania

• Układu pokarmowego

• Sercowo- naczyniowego

• Dróg oddechowych

• Układu moczowo- płciowego

• Gruczołów

• Procesy, których generalnie nie jesteśmy w stanie świadomie kontrolować.

Podział układu AUN

• Podwójne unerwienie organów:

• Współczulny aktywizujw organizm

• Przywspółczulny przyczynia się do gromadzenia energii

(sch, 4 w zeszycie)

Funkcja układu przywspółczulnego:

• „odpoczywanie i trawienie” – dlatego dobrym wynalazkiem jest siesta

• Człowiek czytający gazetę – ciśnienie krwi i liczba uderzeń serca na minutę utrzymuje się na normalnym poziomie

• Aktywne trawienie w układzie pokarmowym

• Zwężona źrenica

• Defekacja i mikcja

Rola układu współczulnego:

• „walcz lub uciekaj”

• Człowiek w nocy – szybkie uderzenia serca, głębokie oddechy, spocona skóra, zimno, rozszerzenie źrenic, naczynia obwodowe z

1. Różnice w lokalizacji neuronów ośrodkowych.

2. Różnice w relatywnej długości neuronów przed- i zazwojowych.

3. Lokalizacja zwojów.

4. Różnice neurotransmiterowi.

Układ przywspółczulny

Cechy charakterystyczne:

• Czaszkowo- krzyżowy

• Zwój autonomiczny zlokalizowany w bezpośrednim sąsiedztwie lub mięśniówce narządu

• Długie neurony przedzwojowe

• Bardzo krótkie neurony zazwojowe

• Neurotransmiter: acetylocholina (zarówno przed jak i zazwojowo)

Lokalizcja neuronów ośrodkowych

• Jądra nerwów czaszkowych:

• Okoruchowego (III)

• Twarzowego (VII)

• Językowo- gardłowego (IX)

• Błędnego (X)

• Rogi boczne rdzenia kręgowego (pasmo pośrednio- boczne):

• Neurom ery S2-S4

(hmmm… do czego konkretnie ta tabelka? o_O)

efektor	czynność
m. zwieracz źrenicy m. rzęskowy	skurcz
Gruczoł łzowy	aktywacja
) Ślinianka podżuchwowa i podjęzykowa Ślinianka przyuszna	Aktywacja (wodnista ślina

Układ współczulny

Cechy charakterystyczne:

• Piersiowy

• Zwój autonomiczny zlokalizowany w pniu współczulnym lub jamie brzusznej

• Długie włókno zazwojowe

• Neurotransmiter: acetylocholina lub noradrenalina

• Bardziej zróżnicowane, bo unerwia większą liczbę elementów docelowych

• Nie tylko narządy

• Elementy obwodowe unerwione przez układ autonomiczny

Lokalizacja neuronów ośrodkowych

• Rogi boczne rdzenia kręgowego

• Neurom ery C8-L2

Lokalizacja neuronów zwojowych:

• Pień współczulny

• Wielkie zwoje jamy brzusznej

Unerwienie rdzenia nadnerczy

• Z części piersiowej do rdzenia nadnerczy – tam pobudzają komórki produkujące adrenalinę i noradrenalinę

• Embriologicznie pochodzą z tej samej tkanki

Podwzgórze:

• Leży brzusznej części międzymózgowia gdzie stanowi dno i ściany boczne III komory mózgu

• Wyrasta z niego przysadka mózgowa

• Złożone jest z szeregu jąder o odmiennym znaczeniu czynnościowym

• Obszar przedwzrokowy:

• Jądro przedwzrokowe

• Obszar przedni nadwzrokowy

• Jądro przednie

• Jądro nadwzrokowe

• Jądro przykomorowe

• Obszar guzowaty:

Blalblanal

• Efektor układu limbicznego

• Jest ośrodkiem integracji 3 układów:

• Somatycznego (mięśnie szkieletowe – realizacja przez układ pozapiramidowy)

• Wegetatywnego

• Hormonalnego

Przysadka otrzymuje impulsację z: (kartka)

Podwzgórze: regulacja poprzez układ autonomiczny i neurowydzielniczy (kartka)

Regulacja neurohormonalna:

• Szyszynka

• Przysadka

• Tarczyca

• Przytarczyce

• Grasica

• Nadnercza

• Nerki

• Trzustka

Podwzgórze – część przednia (wzrokowa)

• Okolica przedwzrokowa odpowiada także za determinację behawioru seksualnego, zawiera jądro płciowodwupostaciowe.

• Jądro nadskrzyżowaniowe – regulator rytmów biologicznych – ośrodek synchronizacji (regulacja cyklu snu i czuwania, fizjologiczna doba – 25godz.).

• Jądro nadwzrokowe i przykomorowe – rola neurowydzielnicza. Produkcja oksytocyny i wazopresyny, które wysyłane są następnie wzdłuż aksonów do tylnego płata przysadki mózgowej oraz produkcja kortykoliberyny – CRH (hormon ten uruchamia jedną z osi reakcji stresowej) transportowanej do części środkowej (guzowej) podwzgórza do wyniosłości pośrodkowej.

Czynność hormonalna podwzgórza:

• Produkuje hormony końcowe (neurosekrecja) spływające do tylnego płata przysadki i stamtąd do krwioobiegu (wazopresyna czyli hormon antydiuretyczny – ADH i oksytocyna).

• Produkuje hormony uwalniające (tropowe) i sterujące czynnością przedniego płata przysadki.

Przysadka – część nerwowa:

• Wazopresyna

• Oksytocyna

• Hormony te produkowane są w jądrze nadwzrokowym i przykomorowym – i to gdzieś wyżej już jest

Hormony tropowe (uwalniające i końcowe przedniego płata przysadki:

• Tropowe: ACTH, TSH, FSH, LH

• Końcowe: MSH, GH, prolaktyna

Wazopresyna argininowa (homon antydiuretyczny) 0 antydiuretic hormone (ADH) (j. nadwzrokowe podwzgórza)

• kurczy mięśnie naczyń krwionośnych (podnosi ciśnienie krwi) i zwiększa resorpcję zwrotną wody w nerkach.

Współdziałanie pomiędzy ośrodkowym układem nerwowym i układem neurowydzielniczym jest konieczne do prawidłowego wzrostu, rozwoju i rozmnażania.

Boczne podwzgórze (ośrodek głodu) Jądro brzuszno przyśrodkowe(ośrodek sytości)

Nadekspresja genu kodującego hormon wzrostu (GH) jest przyczyną gigantyzmu u myszy.

Hormon wzrosty – growth hormone (GH)

Nadmiar GH:

• gigantyzm (ogromne rozmiary ciała z zachowaniem proporcji ciała)

• akromegalia (rozrost dłoni, stóp i kości twarzy)

Niedobór GH:

• karłowatość

Funkcje behawioralne i wegetatywne podwzgórza:

• Poznano dzięki pionierskim doświadczeniom Hessa nad stymulacją elektryczną podwzgórza

• Obserwował wszystkie zasadnicze reakcje napędowo-emocjonalne z towarzyszącą im komponentą wegetatywną lub same reakcje wegetatywne

• Strefy ergotropowa (boczne i tylne) i trofotropowa (przednie i przyśrodkowe) (magazynowanie) wg Hessa

Pobieranie pokarmów i płynów:

• Glukostat, lipostat (lektyna) czyli regulacja krótko- i dłogookresowa

• Glukodetektory, receptory dla leptyny i innych hormonów wpływających na pobieranie pokarmu

• Rola bocznego podwzgórza i jądra brzuszno przyśrodkowego – ośrodki głodu i sytości

• Osmodetektory przedniego podwzgórza

Podwzgórze – część boczna:

• Boczne podwzgórze – jest tu ośrodek głodu (gukodetekcja – reaguje na obniżony poziom cukru we krwi)

• Stymulacja – odczucie głodu (napęd pokarmowy)

• Uszkodzenie skutkuje hipofagią (anoreksją) (afagią i adypsją – zwierzę nie je
  i nie pije)

Koncepcja „ośrodka głodu” – boczne podwzgórze (LH) i „ośrodka sytości” – brzusznoprzyśrodkowe podwzgórze (VMH)

(przekrój czołowy mózgu szczura)

Podwzgórze – część środkowa (guzowata)

• Jądro brzuszno przyśrodkowe – lezje jądra brzuszno przyśrodkowego -> żarłoczność i wściekłość

• Boczne podwzgórze – lezje bocznego podwzgórza -> utrata apetytu

Jadłowstręt psychiczny (anorexia nervosa)

Otwarty pozostaje nadal problem, w jakim stopniu zakłócenia neuroregulacji stwierdzone w przebiegu jadłowstrętu psychiczngo wynikają z wrodzonej czy nabytej (braki braki )

Kryteria diagnostyczne anorexia nervosa wg DSM-IV (Seligman i In. 2003)

Czynniki biologiczne:

1. Uwarunkowania genetyczne:

• Częstość współwystępowania anoreksji:

• Wśród bliźniąt jednojajowych 35 – 55%

• Wśród bliźniąt dwujajowych ok. 14%

• Wśród krewnych pierwszego stopnia 5%

1. Układ hormonalny

• Oś podwzgórze- przysadka- nadnercza: zwiększone stężenie CRH, zmniejszenie metabolizmu kortyzolu

• Oś podwzgórze- przysadka- gonady: spadek wydzielania gonadotropin, obniżenie stężenia estrogenu

• Oś podwzgórze- przysadka- tarczyca: obniżenie stężenia TSH, niskie stężenia trójjodotyroniny w surowicy krwi

• Neuroprzekaźniki:

• Nieprawidłowa aktywność serotoninergiczna związana z podtypem 5-HT2A

• W grupie pacjentek z AN zaobserwowano większą częstość występowania allelu A polimorfizmu 1438 A/G genu dla receptora 5-HT2A

• Allel A polimorfizmu 1438 A/G genu dla receptora 5-HT2A wiąże się z przyjmowaniem mniejszej liczby kalorii na dobę

• Obniżenie aktywności noradrenaliny i dopaminy

• Zwiększona aktywność endogennych receptorów opatowych

Zmiany degeneracyjne w obrębie mózgu 14-letniej anorektyczki: powiększone komory mózgowe oraz bruzdy skroniowe; zmniejszona gęstość w obrębie płata skroniowego.

Odwracalność zmian neurodegeneracyjnych: (sprawdzić wzrost/spadek)

Zaburzona gospodarka hormonalna:

• Wzrost kortyzolu – zmiany w objętości płynu mózgowo rdzeniowego

• Spadek trójjodotyroniny – związany z wielkością komór mózgowych

Jeżeli zmiany masy mózgowej wynikają z zaburzenia gospodarki hormonalnej oraz wodnej na skutek niedożywienia, a nie są rezultatem degeneracji neuronów, to przy długim okresie leczenia i prawidłowego odżywiania zmiany te mogą być odwracalne.

Podwzgórze – część środkowa (guzowata):

• Brzusznoprzyśrodkowe – ośrodek sytości

• Stymulacja: przerwanie jedzenia

• Uszkodzenie: hiperfagia (bulimia, wilczy głód) – wzmożona potrzeba przyjmowania pokarmu przy braku aktywacji ruchowej w celu jego zdobycia
  i wybredności

• Funkcje

• Regulacja pobierania pokarmu (łaknienia)

• Neurowydzielnicze: z wyniosłości pośrodkowej guza popielatego uwalniana jest do krążenia wrotnego przysadki kortykoliberyna (CRH) i inne liberyjny produkowane głównie przez jądro łukowate

Bulimia nervosa (wilczy głód)

Stale utrzymujące się pragnienie jedzenia, myśli chorej skupione są na jedzeniu; występują epizody żarłoczności (pacjent pochłania w krótkim czasie olbrzymie ilości jedzenia). (Brak)

Epidemiologia (brak)

Czynniki biologiczne

• Zaburzenia pracy neuroprzekaźników w OUN, serotoniny noradrenaliny, dopaminy zaangażowanych w kontrolę sytości

• Lektyna, insulina, neuropeptyd Y – biorą udział w regulacji odżywiania się i masy ciała

• Hipoteza wspólnego podłoża neurofizjologicznego i genetycznego dla bulimii i choroby afektywnej (skuteczność leków przeciwdepresyjnych w leczeniu bulimii; zachorowania na chorobę afektywną dwubiegunową wśród bulimiczek w późniejszych okresach życia)

Czym jest uzależnienie?

Choroba ośrodkowego układu nerwowego

Konieczność czasowego lub stałego pobierania substancji bez względu na wynikające z tego konsekwencje, stanowiące zagrożenie funkcjonowania społeczeństw, wywierające niszczący wpływ na zdrowie i poziom życia.

Charakterystyka uzależnienia

• Przymus (potrzeba) przyjmowania substancji w oczekiwaniu na efekty jej działania lub dla uniknięcia przykrych objawów jej braku

• Osoba musi to robić

• Mimo świadomości autodestrukcji jest kontynuowane, stale powtarzane

• Silna, nieodparta chęć, połączona z narastającym napięciem, lękiem, niepokojem

• Trudności w kontrolowaniu swych zachowań

Strukturyzacja

Powstawanie i rozwój uzależnienia (kartka 1)

Poziomy uzależnienia

• Społeczny - socjologia, etnologia

• Psychologiczny - psychologia

• Mózgowy

• Komórkowy neurobiologia

• Molekularny ^^

Społeczna ocena uzależnienia

• Rodzaj patologii

• Zło moralne

• Choroba

• Przestępstwo

Dlaczego ludzie używają?

Działanie:

• Rozluźniające: uspokajające, nasenne, przeciwlękowe, przeciwbólowe

• Stymulujące: aktywizujące, dopingujące, poprawiające samopoczucie, podwyższające intensywność przeżywania, zmniejszające łaknienie

• Halucynogenne: zmieniające intensywność spostrzegania myślenia lub zniekształcające je, zmieniające stan świadomości

Zachowanie uzależnionego:

• Zaniedbywanie obowiązków, przyjemności, zainteresowań

• Zamykanie się w swoim świecie

• Oddalenie od bliskich z powodu zwiększającej się ilości czasu poświęcanego na zdobywanie i zażywanie

• Branie pomimo wiedzy o powodowanych przez te środki szkodach fizycznych i psychicznych

Pogorszenie funkcjonowania społecznego

Pogorszenie funkcjonowania fizycznego i emocjonalnego

Odczucia uzależnionego:

• Bo się dobrze czuję… - euforia, nagroda

• Bo czuję się lepiej… – redukcja odczuć negatywnych

Struktura reakcji napędowo- emocjonalnej:

• Komponenta somatyczna czyli ruch

• Komponenta wegetatywna czyli pobudzenie układu autonomicznego sympatycznego (współczulnego)

• Komponenta hormonalna czyli pobudzenie wydzielania hormonów nadnerczy

• Komponenta subiektywna

Wszystkie te elementy są integrowane w jedną reakcję behawioralno- wegetatywno- hormonalną przy udziale układu limbicznego we współdziałaniu z podwzgórzem.

Układ mezolimbiczny – „mózgowy układ nagrody”

(przekrój strzałkowy mózgu szczura; Paxinos i Watson. 1998) -> znaleźć sobie

• boczne podwzgórze (LH)

• brzuszne pole nakrywki śródmózgowia (VTA) pozytywne wzmocnienie

• pęczek przyśrodkowy przodomózgowia (MFB) – łączy te powyższe

• jądro półleżące (ACB)

(kartka 2 rozchodzenie pobudzenia)

Napęd i motywacja:

• jądro ogoniaste i skorupa

• jądro półleżące (nucleus accumbens)

• część brzeżna - shell – związana jest z układem limbicznym

• core – odpowiada za reakcje motoryczne

Jądro półleżące uważane jest za strukturę integrującą układ limbiczny z układem ruchowym.

Badano za pomocą rezonansu magnetycznego (Firm) reagującego na wzrosy poziomu natlenienia krwi (BOLD)

• Napęd ośrodkowy „Banting”

Aktywacja jądra półleżącego – podczas oczekiwania (przewidywania) (pieniądze, jedzeni, sex, luksus).

• Pozytywne wzmocnienie „linking”

Aktywacja kory mPFC – kiedy preferowany rodzaj nagrody jest widziany lub kiedy tę nagrodę otrzymano.

„Mózg zdrowy świeci” ^^

Neurony

• Zmiany plastyczne – kolce dendrytyczne (zanik bądź tworzenie nowych kolców/ całych synaps)

Dopaminergiczny układ nagrody

• Neurochemicznym podłożem subiektywnego odczucia przyjemności jest nasilenie transmisji dopaminergicznej.

• Samopodawanie środków wzmagających przekaźnictwo dopaminergiczne ma silne właściwości nagradzające.

Substancje sprzyjające dobremu samopoczuciu:

• Endorfiny – naturalny środek przeciwbólowy

• Dopamina – chemiczna „przyjemność” w mózgu

• Ruch

• Motywacja

• Uzależnienie

• Nagroda i dobre samopoczucie

• Serotonina – hormon „dobrego nastroju”

Środki uzależniające zwiększają wysiew dopaminy poprzez działanie na neurony dopaminergiczne.

• Działanie bezpośrednie – psychostymulanty (np. amfetamina czy kokaina).

• Działanie pośrednie – nikotyna, morfina/ heroina, alkohol, barbiturany.

Dowody:

• Agoniści:

• Agoniści Da -> euforia

• kokaina, amfetamina

• Heroina -> opioidy -> podnosi poziom DA w NA

• Via Ventral Tegmental Area (VTA)

• Najbardziej uzależniający narkotyk

• Antagoniści

• Zablokowanie uczenia się nawyku

• Zablokowanie odpowiedzi na jedzenie

U osób uzależnionych od amfetaminy zmniejsza się ilość transportera dopaminy (DA):

• Motoryka – spowolnienie reakcji ruchowych

• Pamięć - osłabienie pamięci

Nagły wzrost poziomu dopaminy w przestrzeni synaptycznej u osób uzależnionych może być kompensowany spadkiem zagęszczenia lub obniżeniem wrażliwości receptorów D2 (alkohol, opiaty, nikotyna, benzodiazepiny, kokaina, amfetamina)

Spadek zagęszczenia lub obniżenie wrażliwości receptorów d2 w mózgu u osób uzależnionych (podatność na depresję) -> tu był rysuneczek (kontrola vs. uzależnienie, dostępność receptorów D2)

Tolerancja – stan zmniejszonej reakcji na substancję chemiczną po powtórnym

podaniu tej samej dawki.

Sensytyzacja (odwrócenie tolerancji) – stan wzmożonej reakcji po powtórnym

podaniu tej samej dawki.

Zjawisko tolerancji

Potrzeba zwiększania dawki, aby uzyskać na pożądanym poziomie efekt działania narkotyku – to powszechne zjawisko wśród uzależnionych od opiatów.

Choroba Wernickiego

Małe wybroczyny krwotoczne w ciałach suteczkowatych są charakterystycznym objawem choroby Wernickiego, będącej następstwem chronicznego alkoholizmu i związanym z tym niedoborem tiaminy.

Sprzężenia zaangażowane w proces zażywania narkotyków i uzależnień

• PFC, ACG – inhibitory control

• NAc, VP – reward/ salience

• Amyg, Hipp – memory/ learning

• OFC, SCC – motivation/ driver

Wszystkie te sprzężenia trzeba uwzględnić w celu efektywnej strategii walki z uzależnieniami.

BIOLOGICZNE PODŁOŻE PROESÓW PAMIĘCIOWYCH

Pamięć = zdolność do rejestrowania i odtwarzania informacji.

Główne etapy tworzenia i przywoływania pamięci:

• Zapamiętywanie (zachowywanie)

• Przechowywanie informacji (magazynowanie)

• Przypominanie (odtwarzanie)

Endel Tulving (1927) wyróżnia 9 faz procesu pamięciowego i kategoryzuje pamięć na epizodyczną i refleksoryczną.

Pamięć wg Donalda Hebba

• Donald Hebb (1904- 1985) – współpracownik Lashleya
  Hebian theory of learning
  Pamięć I uczenie polega na modyfikacji wagi synaps

• Jerzy Konorski (1903-1973) – uczeń Pawłowa
  Koncepcja jednostek gnostycznych – neuronów, które pamiętają – odmienna od Hebbowskiej „pamiętliwej sieci”.

• Dziś mówimy o detektorach wzorców, będących częścią dynamicznie zmiennej sieci.

Formy pamięci pod względem czynnościowym:

• Modyfikacja percepcji – uczenie wzorca jako całości

• Kojarzenie bodziec- reakcja

• Uczenie wzorców motorycznych

• Cechowanie mechanizmów przeliczających i synchronizujących

Np. orientacja wg słońca, cechy tańca pszczół

Typy pamięci ze względu na trwałość i mechanizm

• IKONICZNA = bezpośrednia, natychmiastowa, receptoryczna

• efekt G. Sperlinga

• KRÓTKOTRWAŁA = robocza, operacyjna

• DŁUGOTRWAŁA = permanentna

Pamięć operacyjna

Struktura pamięci operacyjnej:

• pętla fonologiczna (PF)

• pamięć werbalna słów słyszanych, wrażliwa na podobieństwo brzmieniowe i dźwięki artykułowane nawet w obcych językach, niewrażliwa na hałas nieartykułowany, zgodna z prawem 7+/-2, odpowiada ilości informacji wypowiadanej w ciągu 2 sekund.

• Zapis wzrokowo- przestrzenny (ZPW)

• Podsystemu pamięci rozmieszczenia obiektów w przestrzeni (model szachownicy)

• Centralny ośrodek wykonawczy (COW)

• Koordynuje i rozdziela aktywność obu podsystemów na zasadzie konkurencji: wg Daneman i Carpenter o sprawności COW decyduje ilość przestrzeni (pamięci operacyjnej) dostępnej po czasowym zachowaniu – zapamiętaniu danych (tekst głośnego czytania zdań napisanych na osobnych kartkach i zapamiętania ostatnich wyrazów) – im sprawniejszy ośrodek wykonawczy (zdolność interpretowania znaków) tym większa pojemność pamięci operacyjnej.

Pamięć operacyjna- rejestr wzrokowo- przestrzenny:

• Obszar ruchów gałki ocznej

• Obszar wzrokowej pamięci przestrzennej (pole 46 Brodmana)

• Obszar wzrokowej pamięci twarzy (pole 47)

Pamięć długotrwała

Typy pamięci ze względu na zakres (Tulving, Fuster)

• Deklaratywna (sprawozdawcza, relacyjna) – percepcyjna
  w jednej próbie – wymaga motywacji (selektywna)

• Epizodyczna (zdarzeń)

• Semantyczna (słownictwa)

LTP (NMDA i non-NMDA)
Amnezja z upływem czasu i amnezja urazowa

• płat skroniowy kory, hipokamp, c. suteczkowate, j. grzbiet. środk. Wzgórza

• EMOCJONALNA (LeDoux)
  warunkowanie- bodźca warunkowego awersyjnym
  wytłumiana – wygaszana, ale może aktywowana przez stres i w regresie, starsza ontogenetycznie od deklaratywnej – poza świadomością – pozakomorowo
  śródmózgowie, wzgórze (j. czuciowe) ciało migdałowate, hipokamp i j. środkowe c.migd. – przez pień – regulacja wegetatywnych objawów emocjonalnych i boczne c. migd. – połączenia z hipokampem

• TOPOGRAFICZNA (miejscoa, położenia…)

Hipokamp – kora? – osobna lokalizacja

• Refleksoryczna (proceduralna, czynności) – motoryczna
  metodą prób i błędów lub przez naśladownictwo – odruch warunkowy
  c-AMP + Ca++ -> KCh – P
  nie ulega wygaszaniu
  c. migdał., j.j.podstawy (c. prążkowane), j.j.móżdżku (Thompson, McCormick)

Pamięć czy uczenie się?

Charakterystyka badań	Badania nad uczeniem się	Badania nad pamięcią
Orientacja teoretyczna	Behawioryzm	Podejście poznawcze
Cel	Poznanie prawidłowości wytwarzania związków pomiędzy bodźcami i reakcjami	Poznanie procesów związanych z nabywaniem wiedzy
Przedmiot zainteresowania	Obserwowalne zmiany w zachowaniu	Umysłowe procesy tworzenia wiedzy
Charakterystyka pojęcia	Bodziec, reakcja, wzmocnienie, ćwiczenie, nawyk	Informacja, operacja, reprezentacja, struktura poznawcza
Badania nad zwierzętami	Zakłada się duże podobieństwo procesów uczenia się u ludzi i u zwierząt	Zakłada się odmienność procesów pamięci u ludzi i zwierząt

Uczenie się – nabywanie nowej informacji, czyli tworzenie w układzie nerwowym wewnętrznych reprezentacji doznań, bądź też trwałe przekształcanie tych reprezentacji pod wpływem doświadczenia.

Pamięć – przechowywanie tych wewnętrznych reprezentacji w czasie, z możliwością wykorzystania ich w procesach nerwowych oraz zachowaniu się organizmu.

Badania nad pamięcią:

• W jaki sposób zachodzi konsolidacja śladów pamięciowych w ukł. nerwowym?

• Gdzie w mózgu przechowywane są te ślady?

Formy pamięci (w zależności od czasu, w jakim powstaje i utrzymuje się ślad pamięciowy, bądź w zależności od rodzaju nabywanej informacji):

• Wg Baddley’a trzy formy pamięci:
  1) Pamięć natychmiastowa – niewielka ilość doznań, utrzymuje się kilka sekund; 2) Pamięć krótkotrwała – od kilku sekund lub minut do kilku godzin;
  3) Pamięć długotrwała – zachowanie śladów znacznej ilości doznań trwale lub przez bardzo długi okres

• Etapy tworzenia śladu pamięciowego – biochemia pamięci

• pamięć krótkotrwała – niezależna od syntezy białek, jest zaburzana przez elektrowstrząsy;

• pamięć długotrwała – zależna od syntezy białek i transkrypcji genów

Związek LTP i LTD z procesami uczenia się i pamięci

LTP – długotrwałe wzmocnienie transmisji synaptycznej; wzrost efektywności przewodzenia synaptycznegopo tężcowej stymulacji (krótkotrwały bodziec o wysokiej częstotliwości) włókien aferentnych, utrzymuje się przez wiele dni, rozwija się bardzo szybko, jest typową zmianą plastyczną

LTD – długotrwałe osłabienie transmisji synaptycznej; równoczesna aktywacja dwóch oddzielnych wejść pobudzających komórki Purkinjego oraz włókien pnących – osłabienie transmisji synaptycznej w synapsach, jakie na komórce Purkinjego tworzą zakończenia aksonalne włókien równoległych; podstawa uczenia się zadań ruchowych.

Pamięć – LTP i LTD w hipokampie

Schemat układu neuronalnego kręgowców w którym zachodzi warunkowanie

(rys1 - hahahahaha)

Długotrwałe postsynaptyczne wzmocnienie potężcowe = LTP

I Długotrwała postsynaptyczna depresja potężcowa = LTD

LTP – Long term potentation w synapsie

Mechanizmy modyfikacji pobudliwości w LTP

• dwa typy receptorów glutaminianowych – NMDA I non-NMDA

• drugi przekaźnik – Ca++

• końcowy enzym wzmacniania – NOS (synteza NO)

• czynnik zwrotnej plastyczności synaptycznej – NO= tlenek azotu

• drugi przekaźnik (cykloza guanylowa – Comp)

(rys.2 - niecały)

Model long term potentation (LTP) aktywności synaptycznej w hipokampie umożliwia pewne formy uczenia i pamięci długotrwałej

LTP – długotrwałe wzmocnienie synaptyczne (tężcowa potencjalizacja) odpowiedzi komórkowej postsynaptycznej na powtarzaną stymulację synapsy. (tu rysuneczki)

Receptory jonotropowe:

• NMDA – kanały jonowe przepuszczalne dla NA+, Ca++, K+, duża przewodność, ok. 50pS

• AMPA – kanały jonowe przepuszczalne dla Na+, K+, niekiedy Ca++, przewodność ok.10pS

• KAINOWE – kanały jonowe przepuszczalne dla Na+, Ca++, K+

Receptory metabotropowe (BRAK)

Organizacja receptora NMDA

Aktywacja wymaga:

• Przyłączenia dwóch cząsteczek agonisty

• Miejsca wiązania agonisty i antagonisty nie są identyczne, jedynie na siebie zachodzą.

Model synapsy w rejonie CA1 hipokampa zawierającej oba receptory glutaminergiczne NMDA i AMPA w błonie postsynaptycznej (filmiki jako rysunki, poszukać sobie)

• Ca + aktywuje procesy wewnątrzkomórkowe.

• Nasilenie funkcji i liczby receptorów AMPA oraz (KUUURDEEE)

• Długotrwałe wzmocnienie postsynaptyczne (LTP)
  W wyniku wzrostu liczby receptorów AMPA, odpowiedź na kolejny bodziec będzie silniejsza niż przed pobudzeniem receptora NMDA. Jest to jeden z mechanizmów powstawania LTP.

Procesy wewnątrzkomórkowe (rys.3)

• Czasowa zbieżność wystąpienia 2 lub więcej oddzielnych sygnałów na dwóch lub więcej wejściach komórki nerwowej

• Wzrost poziomu wtórnych przekaźników (jony wapnia oraz c-(BRAK)

Związek LTP i LTD z procesem uczenia się i pamięci

• Proces uczenia inkluduje zjawisko podobne do LTP (obserwacje kora mózgu, ciało migd. I hipokamp) – Berger (BRAK, bo KRÓLIK!)

Ślimak kur… de.

Neuromodulatorowa rola cytokin

• Po indukcji LTP wykazano wzrost ekspresji genu dla IL-1β, który jest wyzwalany przez określoną populację neuronów glutaminergicznych poprzez receptory NMDA (zwiększone wydzielanie glutaminianu przy zwiększonej puli wapnia).

• Blokada receptorów dla IL-1 prowadzi do inhibicji utrzymania LTP.

Model odwróconego U dla efektów IL-1β na funkcje pamięci i procesów plastycznych mózgu.

Amnezja i inne zaburzenia pamięci

Zaburzenia pamięci:

• Amnezja pourazowa:

• Anterogradalna = następcza

Brak konsolidacji po urazie, niemożność zatrzymania w pamięci zdarzeń

• Retrogradalna = wsteczna
  niemożność odtworzenia z pamięci zdarzeń poprzedzających uraz na różną odległość wstecz – niezależna od ciężkości urazu, stopniowo poprawiająca się z czasem

• Zaburzenia pamięci w związku z uszkodzeniami mózgu:

• Zespół Korsakowa – uszkodzenie ciał suteczkowatych

• Zespół skroniowo- hipokampalny

Amnezja „senna”

Uzupełnić od Natalii !!!

Mózg kobiety jest mniejszy niż mózg mężczyzny. Nie towarzyszy temu jednak różnica w sprawności. Wychodzi więc na to, że kobiety mają trochę wydatniejsze mózgi od mężczyzn.

Płeć mózgu to nie tylko stereotyp kury domowej.

Kształtujemy swoje gusta i rozwijamy umiejętności, jednak podstawę wszystkiego stanowi to jak nasz mózg zaprogramuje się podczas życia płodowego.

Etapy kształtowania płci mózgu

1. Podstawowe cechy różnicujące

2. Tożsamość płciowa

3. Preferencje seksualne

4. Kontrola funkcjonowania narządów płciowych

Dlaczego się różnimy? Różnice anatomiczne

• KORA: prawej półkuli mózgu jest grubsza u mężczyzn, lewa zaś jest grubsza u kobiet

• CIAŁO MODZELOWATE: większe i grubsze u kobiet

• RÓŻNICE W ZAKRĘTACH KORY: ich objętość jest silnie skorelowana z inteligencją

• RÓŻNICE WIELKOŚCI PŁATÓW CIEMIENIOWYCH: kobiety mają prawy płat ciemieniowy niż lewy, mężczyźni- lewy płat większy niż prawy

• DZIAŁALNOŚĆ HORMONÓW: różne hormony: u mężczyzn głównie testosteron; u kobiet estrogen, progesteron, oksytocyna

Czynniki determinujące płeć

• Chromosomy płciowe

• XX – dziewczynka

• XY – chłopiec

• Prawidłowy kariotyp człowieka - 46 par chromosomów

• Kariotyp – opisuje morfologiczny zespół chromosomów w komórce somatycznej. Chromosomy opisuje się w stadium metafazy (brak)

• Hormony

Informacja genetyczna

Różnicowanie się komórek

Pierwsze obserwacje różnic w zachowaniu kobiet i mężczyzn przedstawił F. Gatton z South Kingston coś tam coś tam…

Różnice rozwojowe

• 6 tydzień ciąży – 4x więcej androgenów

• Około 6-7 tygodnia po zapłodnieniu następuje wprowadzanie odpowiednich połączeń nerwowych pomiędzy półkulami mózgu w zależności od genetycznej płci.

• Noworodki

• Dziewczynki

• Wrażliwsze na dotyk

• Wrażliwsze na dźwięk

• Łatwiej pocieszyć je słowami i piosenką

• Niespokojne i podenerwowane z powodu hałasu i bólu

• Okazują większe zainteresowanie ludźmi

• Szybciej odróżniają fotografie osób znajomych od nieznajomych

• Szybciej uczą się mówić

• Interesują się relacjami interpersonalnymi

• Okres przedszkolny

• Chłopcy i dziewczynki bawią się oddzielnie

• Chłopcy naśladują głosy zwierząt, interesują się zadaniami przestrzennymi

• Dziewczynki robią mniej błędów w testach gramatycznych

• Chłopcy wymyślają opowiadania o charakterze napięcia i walki, czarnych charakterów

• Dziewczynki opowiadają o domu i przyjaźni

• Okres wczesnoszkolny

• Zabawy chłopców są gwałtowne, zainteresowani są funkcją przedmiotów, mają lepszą koordynację ręka- oko

• We wczesnych latach w szkole dominują dziewczynki: program szkolny oparty o naukę pisania i czytania.

• Dojrzewanie

• Chłopaki

• Zdolności matematycznego myślenia

• Skupianie się na jednej sprawie

• Dziewczęta

• Bardziej wrażliwe

• Silnie reagują na dotyk, zapach, dźwięk

• Poziom testosteronu 20 razy wyższy u chłopaków niż u dziewcząt

• Agresja

• Współzawodnictwo

• Aktywny tryb życia

• Stabilizacja hormonalna

• Dziewczęta: system cykli i faz – zmiany nastrojów

• Mężczyźni:

• Zwykle lepiej niż kobiety wykonują pewne testy przestrzenne

• Są sprawniejsi w zadaniach wymagających obracania w wyobraźni przedmiotów bądź manipulowania nimi, lub przewodzenia, gdzie- po rozłożeni przedziurkowanej karki papieru – znajdą się otwory

• Mają większe zdolności motoryczne, są lepsi w celowaniu oraz przewidywaniu toru rzucanych przedmiotów

• Radzą sobie lepiej przy dobieraniu linii o identycznym nachyleniu

• Wypadają lepiej w testach myślenia matematycznego

• Kobiety

• Na ogół lepiej wypadają w testach szybkości spostrzegania, gdy trzeba szybko rozpoznać identyczne obiekty – na przykład znaleźć rysunek domku identycznego z wzorcem

• Lepiej pamiętają, czy jakiś przedmiot zmienił położenie

• Po przeczytaniu jakiegoś tekstu lub listy nie powiązanych ze sobą słów kobiety odtwarzają je lepiej od mężczyzn

• Wykonują lepiej precyzyjne testy manualne, wymagające dokładnej koordynacji motorycznej, takie jak umieszczanie kołeczków w dziurkowanej tablicy

• Radzą sobie lepiej w obliczeniach arytmetycznych

Neurobiologiczne podłoże różnic

• Niekiedy zdarza się, że płeć mózgu nie współgra z płcią genetyczną i fizyczną danej osoby.

• Odrębności płciowe mózgu dotyczą głównie odmiennej czynności ośrodków mózgowych wydzielających neurohormon gonadoliberynę (luliberynę).

• Asymetria półkul mózgowych

• Prawa półkula

• Przestrzenna

• Werbalna

• Wizualna

• Kształty

• Wzory

• Abstrakcje

• Lewa półkula

• Zdolności językowe

• Zdolności praktyczne

• Porządek linearny

• Uszkodzenia u kobiet i mężczyzn wywołują różne skutki

• Różnice międzypłciowe

• BST bed nucleus of stria terminali (jądro wtrącone prążka krańcowego) – poczucie przynależności płciowej

• Pa preoptic area (obszar przedwzrokowy podwzgórza) – pociąg seksualny

BST

PA

mężczyzna kobieta

• U mężczyzn za dolności językowe odpowiada w całości lewa półkula mózgu, a prawa za zdolności przestrzenne. U kobiet funkcje umiejscowione są w obu półkulach i stanowią sieć bardziej rozproszoną.

• Lewa półkula u mężczyzn jest wyspecjalizowana w kontrolowaniu funkcji słownych, prawa- wzrokowych.

• Budowa mózgu mężczyzn jest niejako bardziej uporządkowana. Prawa półkula mózgu mężczyzn silnie współpracuje z korą wzrokową, przez co mężczyźni są uważani za wzrokowców (brak)

• Za „obsługę” emocji odpowiedzialne jest cało migdałowate, struktura mózgu, która ma za zadanie zapamiętywać doświadczenia oraz odczuwać emocje.

• U mężczyzn odczuwanie uczuć i zdolności językowe nie są ze sobą powiązane, dlatego mówienie o emocjach przychodzi im z większym trudem.

• Kobieca intuicja:

• Lepsza integracja mózgu

• Lepsze wyposażenie do postrzegania

RYTMIKA CZYNNOŚCI FIZJOLOGICZNYCH

Rytmy – regularne, odtwarzalne i zależne od czasu zmian procesów fizjologicznych i psychicznych. Biorą udział w adaptacji organizmu do otoczeni, polegającej na synchronizacji własnych procesów życiowych z regularnymi rytmami zjawisk występujących w środowisku.

Rodzaje rytmów biologicznych:

• Egzogenne – synchronizowane światłem, temperaturą, itp.

• Endogenne – regulowane przez wewnątrzustrojowy zegar biologiczny.

Rytmy słoneczne – okołodobowe (20-28h)

• Temperatura ciała

• Wydzielanie hormonów

• Czuwanie i sen, wydajność umysłowa

Rytmy infradialne (<20h)

• Ciśnienie krwi

• Tętno

• Oddychanie

• Fazy snu

Rytmy miesięczne (księżycowe) – cykl miesięczny

Rytmy długookresowe (roczne) – synchronizacja rozrodu zwierząt

Okołodobowa rytmika czynności fizjologicznych i psychicznych u człowieka:

• Temperatura ciała

• Sen i czuwanie

• Czynności układu oddechowego, krążenia, pokarmowego

• Wydzielanie elektrolitów (K+)

• Wydzielanie hormonów (kortyzol, T3 i T4 (hormony tarczycy), PRL (prolaktyna), GH (hormon wzrostu), melatonina, insulina)

-----------------------------------------------------------

• Poziom czujności (max: 12:00- 14:00), nastrój

• Wydolność umysłowa (w zależności od zadania)

Dwuczynnikowy model regulacji okresów snu i czuwania (znaleźć wykres)

• Proces S – narastająca senność zależna od okresu uprzedniego czuwania (zmęczenia)

• Proces C – oscylujący próg czujności wynikający z rytmu okołodobowego

• Odstęp między krzywymi S i C to miara potrzeby snu

Genetyczny mechanizm rytmiki czynności biologicznych:

• Chronom – zespół genów strukturalnych i genu operatorowego

Jest matrycą białka zegarowego – jego zmienne stężenie w rytmie dobowym decyduje o rytmiczności innych, zależnych od niego, procesów (np. geny per i tim oraz białka Per i Tim u drosophila).

Neurofizjologiczny mechanizm sterowania rytmem okołodobowym:

• Kręgowce niższe – szyszynka (3. Oko)

• Ssaki – siatkówka -> oscylator biologiczny

(oscylator biologiczny- najważniejsze składowe: j. nadskrzyżowaniowe,
j. przykomorowe, ciała kolankowate boczne, wybrane ośrodki podwzgórza)

Połączenia j. nadskrzyżowaniowego z ośrodkami:

• Wydzielania liberyjny

• Termoregulacji

• Snu i czuwania

• Rozrodu

• Współczulnymi ośrodkami rdzenia kręgowego i szyszynką

j. nadskrzyżowaniowe jest aktywniejsze w fazie jasnej (dzień), nawet jeśli ulegnie deaferentacji

Droga impulsacji świetlnej z siatkówki poprzez jądro nadskrzyżowaniowe i zwój szyjny współczulny do szyszynki.

Synchronizacja rytmów dobowych:

• Światło

• Temperatura

• Dostępność pokarmu

• Czynniki socjalne (śpiew innych ptaków)

Synchronizację zapewniają zarówno mechanizm endogenny i egzogenny.

Bez synchronizatorów zewnętrznych występuje rytm o swobodnym przebiegu,

oparty jedynie o zegar biologiczny.

Jego cykliczność podporządkowuje się synchronizatorowi zewnętrznemu, ale

nagłe zmiany czynnika egzogennego są traktowane opornie.

Sztuczne oświetlenie stosowane nadmiernie przez człowieka może wpływać na

zmiany i synchronizację rytmów biologicznych.

Dryfowanie rytmu temperatury ciała i snu w warunkach stałego oświetlenia (znaleźć schemacik)

Schemat wolnobiefnąego rytmy temperatury ciała oraz okresów snu i aktywności człowieka przebuwającego wiele dni w warunkach (BRAK)

Desynchronizacja rytmów dobowych zachodzi m.in. wskutek pracy zmianowej.

Przejściowe trudności powoduje zespół jet-lag (choroba transatlantycka):

• Desynchronizacja zewnętrzna – zegar wewnętrzny a przesunięcie czasu miejscowego

• Desynchronizacja wewnętrzna – rozregulowanie czynności fizjologicznych

• Skutek – kilkudniowe zaburzenia snu, uczucie zmęczenia

• Podróż na zachód jest lepiej znoszona, ponieważ wydłuża rytm dobowy.

Melatonina:

• Włókna współczulne górnego zwoju szyjnego -> NA -> szyszynka -> melatonina (syntezowana w fazie ciemnej)

• Światło hamuje wytwarzanie melatoniny, zarówno w jednym motocyklu, jak i w cyklu sezonowych zmian poziomu oświetlenia.

• Melatonina jest koordynatorem rytmów biologicznych:

• Hamuje aktywność neuronów j. nadskrzyżowaniowego

• Podobnie jak światło (ale w odwrotnym kierunku) przesuwa fazy okołodobowego rytmu aktywności neuronów

• Moduluje ośrodku snu w pniu mózgu

• Jej wyższy poziom hamuje rozród zwierząt (hamuje rozwój gonad)

Zmiany nocnego poziomu melatoniny, związane z porami roku pozwalają przypisać jej funkcję zegara i kalendarza, dzięki czemu może modulować wiele funkcji organizmu, w tym kontrolować rozwój gonad. (obrazek znaleźć)

Twór siatkowaty warunkuje utrzymanie stanu czuwania.

Preparaty Bremera i Moruzziego

• Izolowany mózg

• Preparat pretrygeminalny jądro siatkowate przednie mostu- stan czuwania

• Izolowane mózgowie

Elektroencefalografia (EEG) – metoda odbierania i zapisu potencjałów (czynności elektrycznej) mózgowia odbieranych z powierzchni czaszki.

(ECoG – elektrokortykografia jest zapisem sygnału odbieranego bezpośrednio z kory mózgowej)

EEG – zapis zmiennego pola elektrycznego, wywołanego sumą prądów zewnątrzkomórkowych pochodzących od pobudzeniowych i hamujących potencjałów postsynaptycznych.

Charakterystyka sygnały EEG

Fale (rytmy)	częstotliwość	Amplituda
Delta	0,5- 3,5 Hz	Ponad 75 µV do 200 µV
Theta	4- 7,5 Hz	30µV do 100µV
Alfa	8- 13 Hz	20- 60µV
Beta	14- 30 Hz	Poniżej 25µV
Gamma	30- 90 Hz (i więcej)	Poniżej 20µV

Zapis EEG wykazuje:

• Organizację przestrzenną – w odprowadzeniach czołowych i wierzchołkowych przeważa zapis niskowoltażowy, w odprowadzeniach potylicznych dominuje zapis synchroniczny o wyższej amplitudzie.

• Zmienność w przebiegu ontogenezy – u dzieci i na starość występuje zwolnienie podstawowych rytmów. Okres dojrzałości charakteryzuje się wyższymi wartościami częstotliwości w przedziale dla danych fal i wyższym odsetkiem rytmów szybkich.

• Reaktywność – desynchronizacja zapisu (blokada fal alfa, reakcja zatrzymania) następuje pod wpływem bodźców czuciowych (głównie świetlnych), koncentracji uwagi, wysiłku umysłowego, emocji. Można również wyróżnić blokadę fal beta pod wpływem bodźców kinestetyczno- ruchowych.

• Dużą zmienność międzyosobniczą – przejawiającą się m.in. w obfitości, regularności i reaktywności rytmu alfa u poszczególnych osób.

Desynchronizacja zapisu jest to zmiana rytmu wysokowoltażowego
i niskoczęstotliwego na rytm niskowoltażowy i wysokoczęstotliwy.

Zapis EEG w czasie snu:

• Sen pojawił się wraz ze stałocieplnością. Pełen jego obraz występuje tylko u ptaków i ssaków (przy temperaturze ciała poniżej 20 C w EEG brak zmiany stanów świadomości, a przy obniżeniu temperatury poniżej 8 C występuje depresja zapisu). Na obraz snu składają się objawy behawioralne (charakterystyczna postawa, bezruch, zwykle zamknięte oczy) i szereg zmian fizjologicznych (podczas snu mózg zajmuje się sam sobą, a funkcje na obwodzie są rozchwiane).

• Badanie snu przeprowadza się metodą poligraficzną, rejestrując jednocześnie:

• EEG, EOG (elektrookulogram – rejestracja ruchów gałek ocznych), EMG (elektromiogram- rejestracja napięcia mięśniowego).

• Dodatkowo można również rejestrować np. tętno, ciśnienie krwi i ruchy oddechowe.

U człowieka wyróżniamy dwie fazy snu:

• Sen wolnofalowy, „spokojny”, oznaczony jako SWS (slow wave sleep) lub NREM (non-REM sleep), w którym występują 4 stadia

• Sen paradoksalny, „aktywny”, oznaczany jako PS (paradoxical sleep) lub REM (rapid eye movements sleep)

Razem tworzą one cykl snu trwający około 90 minut i powtarzający się 4 do 6 razy w ciągu nocy. Przebieg snu przyjęto przedstawiać w postaci wykresu zwanego hipnogramem.

Charakterystyka stadiów snu NREM

1NREM – występuje tuż po zaśnięciu (moment zaniku fal alfa). W EEG występie niskowoltażowa, mało rytmiczna czynność mieszana (2-7 HZ). Stanowi 5% snu całonocnego.

2-NREM – jego cechą rozpoznawczą jest występowanie wrzecion snu (co najmniej 7 fal 12- 14 Hz o narastającej i zmniejszającej się amplitudzie)(tzw. fale sigma) i zespołów K (fala ostra z falą wolną, często z nałożonym na nią wrzecionem snu) w odstępach nie dłuższych niż 3 minuty na tle zapisu typowego dla 1-NREM. Stanowi 55% snu całonocnego.

3-NREM – fale delta zajmują od 20% do 50% karty zapisu. Mogą być również wrzeciona i zespoły K. Stanowi 10% snu całonocnego.

4-NREM – fale delta (o najwyższej amplitudzie) zajmują powyżej 50% karty zapisu. Stanowi 10% snu całonocnego.

W miarę zwiększania głębokości snu zmniejsza się napięcie mięśniowe, a poza
1-NREM brak ruchów gałek ocznych. Marzenia senne występujące w tej fazie są nikłe, przypominające ciąg przemyśleń.

Faza snu REM

Prawie zawsze poprzedzana jest przez stadium 2-NREM i salwę fal „zęby piły”. Łącznie stanowi ok. 20% snu całonocnego.

• EEG – występuje niskowoltażowa czynność szybka (zdesynchronizowana) podobna do stanu czuwania lub 1-NREM

• EOG – szybkie rychy gałek ocznych

• EMG – duży spadek napięcia mięśniowego (atonia) z pojedynczymi skurczami mięśni (twitches)

Marzenia senne w tej fazie są barwne, fabularne, pełne emocji.

Cechy snu REM można podzielić na:

• Składowe toniczne – zwiotczenie mięśni, desynchronizacja korowa, regularny rytm theta w hipokampie, nieregularny i przyspieszony oddech, zmienne i podwyższone ciśnienie skurczowe, wydzielanie testosteronu i erekcja

• Składowe fazowe – szybkie ruchy oczu, drżenie mięśni

Hipnogram – przebieg snu całonocnego – zależy od gatunku zwierząt, zaś u człowieka zależy od wieku.

• Dorośli – 4-6 cyklisnu; każdy następny cykl jest płytszy, a faza snu REM – dłuższa. Fazy snu wtstępują w stałej kolejności.

• Niemowlęta – cykle snu są 60-cio minutowe, sen NREM występuje bez zróżnicowania na stadia, snu REM jest 40% i więcej

• Dzieci – przedłużone stadia 3 i 4 NREM zwłaszcza w pierwszych dwóch cyklach (aż do wypadnięcia fazy snu REM z cyklu).

• Starcy – zanik stadium 4-NREM, spłycenie snu, częste przebudzenia śródnocne. Czas snu skrócony, utrudnione zasypianie, drzemki w ciągu dnia.

• Zapotrzebowanie na sen jest indywidualnie zmienne (Napoleon- 4-5godz; Einstein- 9 godz.)

Znaczenie snu

• Sposób zachowania energii przy niesprzyjających warunkach otoczenia

• Wypoczynek i regeneracja OUN

• Pomoc w rozwoju OUN (dużo aktywnego snu REM u dzieci), ale także hipoteza, że sen REM jest prymitywniejszą formą snu, bo niemowlę ma go więcej i w raz z rozwojem OUN rozwija się sen wolnofalowy

• Konsolidacja śladu pamięciowego w śnie REM- przekształcanie pamięci świeżej w trwałą oraz zapominanie zbędnych informacji

NASTĘPSTWA DEPRYWACJI SNU

Rodzaje deprywacji snu

• Codzienne ograniczanie czasu snu lub jego przesuwanie względem cyklu okołodobowego

• Jednorazowe pominięcie jednego okresu spoczynku (24h czuwania)

• Deprywacja wydłużona do kilkudziesięciu godzin czuwania

• Deprywacja wybiórcza (tylko REM lub 4-NREM)

• Całkowite pozbawienie snu (ekstremalnie wydłużony czas czuwania)

Efekty pozbawienia snu u człowieka:

• Noc 1: dyskomfort

• Noc 2: silniejsza potrzeba snu, szczególnie w godz. 3-5 nad ranem

• Noc 3: znacznie utrudnione wykonywanie zadań wymagających uwagi i obliczeń. W godzinach nadrannych- przemożna potrzeba snu

• Noc 4: mikroepizody snu, zaburzenia percepcji, irytacja, pomyłki i zjawisko „ciasnego kapelusza”

• Noc 5: poprzednie zjawiska oraz podejrzliwość i omamy. Znacznie upośledzone zdolności intelektualne i rozwiązywanie problemów

• Noc 6: objawy depersonalizacji, zanika zdolność interpretacji rzeczywistości– tzw. psychoza w wyniku deprywacji snu

Efekty deprywacji snu:

• Psychiczne

• Rozdrażnienie

• Osłabienie zdolności poznawczych

• Osłabienie pamięci

• Nieuwaga

• Osłabienie sądów moralnych

• Halucynacje

• Silne ziewanie

• Objawy podobne do ADHD

• Osłabienie układu odpornościowego

• Biologiczne

• Wzrost zmienności- częstości skurczów serca

• Ryzyko choroby serca

• Zwiększenie czasu reakcji

• Zmniejszenie dokładności

• Drżenia

• Bóle

• Inne

• Zahamowanie wzrostu

• Ryzyko otyłości

• Obniżenie temperatury

• Ryzyko cukrzycy typu 2

• W kolejnych dobach deprywacji snu wzrasta ilość mgliście widzianych obrazów, rozproszonych myśli i omyłek wzrokowych, natomiast nie zwiększa się ilość przesłyszeń.

• Zmniejszenie dokładności i szybkości wykonywanego zadania podczas deprywacji snu oraz powrót do normy po śnie wyrównawczym.

• Dokładność wykonywanych zadań zmniejsza się wraz z liczbą ich powtórzeń w serii w kolejnych dobach deprywacji snu.

• Podczas deprywacji snu wydłużają się poszczególne mikroepizody snu.

• W kolejnych dobach deprywacji snu wzrasta trudność w utrzymywaniu stanu czuwania, otwartych oczu i koncentracji

• Moc fal alfa wzrasta po 20 godz. Deprywacji

• Moc fal delta i theta wzrasta znaczniej w okresie deprywacji gdy przyjmujemy pozycję siedzącą

• Postawa stojąca polepsza wyniki testów dopiero po 20 godz. deprywacji snu (w trakcie deprywacji odwrotność latencji reakcji zmniejsza się, a wzrasta ilość popełnionych błędów).

• Podczas nieprzespanej doby szczyt wydzielania GH nie występuje, chociaż poziom dobowy nie zmienia się (czy wpływ ma dopiero wartość progowa- szczytowa tego stężenia?)

• Podczas snu wyrównawczego wydzielanie GH jest wyższe niż w kontroli

• Po deprywacji snu zmniejsza się osoczowe stężenie aldosteronu i aktywność reniny, zanika szczyt ich wydzielania oraz wzrasta nieco osoczowy poziom kortyzolu

• Pozbawienie snu zwiększa ilość fal wolnych zarówno u człowieka jak i zwierząt

• Po 12 godz. deprywacji potrzeba snu NREM jest ustabilizowana, a potrzeba snu REM wzrasta

Bezwład senny a niedobór snu:

• Testy wykonane bezpośrednio po obudzeniu są (u osób śpiących tylko dwie godziny) obarczone dużo większym błędem.

• Wieczorne testy nie wykazują takich różnic.

Efekty całkowitej deprywacji snu u szczurów:

• Wzrost metabolizmu i zwiększenie reakcji pokarmowych przy obniżeniu masy ciała

• Hypometabolizm struktur mózgowych- przede wszystkim w podwzgórzu, wzgórzu i układzie limbicznym

• Niskie stężenie hormonów tarczycy (tyroksyny i trójjodotyroniny) w osoczu

• Zmniejszenie odporności na infekcje bez wystąpienia gorączki i tkankowych reakcji zapalnych

• Śmierć w okresie 11- 23 dni od rozpoczęcia deprywacji

• Dieta wzbogacona w proteiny dieta wysokokaloryczna nie zapobiegła spadkowi masy ciała u szczurów pozbawionych snu

• Częstość epizodów głodu i ogólnego apetytu po 2 dniach spędzonych w łóżku przez 4 lub 10 godzin. Ograniczenie snu wzmaga apetyt i głód o 23-24%

Przeżywalność królików po iniekcji roztworu bakterii chorobotwórczych – ilość snu jest ściśle związana ze zdolnością do przeżycia infekcji.

• W grupach o słabszej przeżywalności stwierdzono początkowy krótkotrwały wzrost ilości snu, po którym następowała długa hiposomnia- obniżona ilość snu.

Zmiany stężenia interferonu gamma w osoczu podczas deprywacji snu i po pierwszym dniu odnowy (norma (B) i odnowa (R) – po 15h czuwania)

Ponieważ istnieją uzasadnione przesłanki, że studenci stanowią grupę osób wyjątkowo mocno… - element humorystyczny. Jak miło

NOWE zajęcia

Podczas derywacji snu u szczurów zarówno w jasnej jak i ciemnej fazie cyklu okołodobowego wzrasta częstość skurczów serca i temperatura ciała.

Efekty te utrzymują się przez pewien czas po okresie deprywacji.

Deficyt snu u ssaków morskich

Pomimo okresowych, znacznych ograniczeń snu u ssaków morskich nie występuje sen wyrównawczy.

Foki reprezentują wzorzec snu zależny od środowiska w którym przebywają. W wodzie mają bardzo małą ilość snu REM. Po powrocie na ląd zachodzi natychmiastowa zmiana w strukturze snu. Jednopółkulowe fale wolne w zapisie EEG (typowe dla delfinów i waleni zanikają (BRAK)

1. Długi czas trwania snu jest związany z wyższą śmiertelnością (co ustalono w badaniach znacznej populacji)

2. Ludzie, którzy śpią 8h nie mają lepszego nastroju, zdrowia i jakości życia.

3. Długi czas spędzony w łóżku jest znamienny dla starszych osób, ale powoduje dalszą fragmentaryzację snu.

4. Ograniczenia długości snu są bardzo skuteczną terapią w pierwotnej insomnii.

(najlepiej spać 6,5-7,5h)

Pozbawienie snu

• 24 godzinna bezsenność pozornie pozostaje bez wpływu na zachowanie, ale wzrasta napięcie mięśniowe i towarzyszy my tremor, co pogarsza ruchy precyzyjne (ważne dla np. łuczników przed zawodami)

• Po 100 godzinnej bezsenności (4 doby) – występują zaburzenia myślenia i orientacji, omamy wzrokowe i dotykowe, podejrzliwość, objawy zmęczenia

• po 150 godzinach – iluzje, drażliwość, objawy depersonalizacji, zaburzenia pamięci, w EEG zatarcie fal alfa, zapis w czuwaniu przypomina stadium
  1-NREM

• rekord świata – 1965r, Kalifornia, 17-latek, 264 godziny (11) dni bez snu

• całkowita deprywacja snu u szczurów powodowała ich śmierć w czasie 11-32 dni. W tym okresie więcej jadły, a mimo to chudły. Nie stwierdzono anatomicznej przyczyny śmierci, ale bezsenność znacząco wpłynęła na osłabienie funkcji układu immunologicznego.

Po deprywacji snu następuje sen wyrównawczy (rebound) – dłuższy, ze wzrostem ilości snu delta i REM, skróceniem stadium 2-NREM i zanikiem 1-NREM.

Kora przedczołowa – wzrost aktywności wraz z deprywacją snu.

Płat czołowy – zanik aktywności w czasie deprywacji.

Płat skroniowy – zanik aktywności w czasie deprywacji.

Płat ciemieniowy – wzrost aktywności podczas prób językowych (zwykle odpowiada za nie płat skroniowy).

Próby arytmetyczne rozwiązywane zwykle w płacie ciemieniowym ulegają pogorszeniu w czasie deprywacji.

Wzrost aktywności kory przedczołowej pozwala na utrzymanie uprzedniego poziomu możliwości umysłowych w okresie deprywacji snu.

Wzrost fal wolnych w śnie wyrównawczym następuje głównie w płacie czołowym, już w pierwszych 30. min snu.

Destrukcyjny wpływ deprywacji snu na:

• mowę i język – tendencja do wybierania powtarzających się słów i komunałów, mowa monotonna, wolna i niewyraźna, jąkanie. Znaczne pogorszenie intonacji i trudności z doborem słów.

• Innowacyjne myślenie – myślenie staje się schematyczne. Innowacyjne myślenie i trafne decydowanie są osłabione.

• Podejmowanie decyzji – wzrasta skłonność do podejmowania ryzykownych decyzji

• Stabilność emocjonalną.

Badania:

U zdrowych ochotników po 50-godzinnym braku snu stwierdzono zmniejszenie inteligencji emocjonalnej i pogorszenie relacji interpersonalny (mniejsza asertywność, empatia i pozytywne myślenie) przy jednoczesnym wzroście myślenia ezoterycznego oraz większego zwracania uwagi na przesądy.

55 godzin deprywacji snu spowodowało wzrost frustracji, agresywności i subiektywnych symptomów psychopatologicznych (lęk, depresja, mania, obłęd) oraz pogorszenie relacji interpersonalnych.

Korelację niedostatku snu i podwyższonej agresji potwierdziły badania przeprowadzone wśród nastolatków płci męskiej, co więcej, polepszenie warunków snu łagodziło problemy emocjonalne.

Fragmentacja snu przerywająca cykl snu pogarsza wyniki testu sprawności umysłowej. Przy zachowanym cyklu snu wyniki testu nie odbiegają od wyników kontrolnych.

Wpływ snu REM na drogi sygnałowe kinazy proteinowej A i pamięć długotrwałą (tu był schemat z neuronem hipokampa, Graves, 2001)

• Zahamowanie transmisji serotonergicznej (ujemnie sprzężonej z aktywacją cyklazy adenylowej)

• Wzrost transmisji cholinergicznej (dodatnio sprzężonej z aktywacją AC)

• Aktywacja glutaminergiczna

• Aktywacja kinazy proteinowej A poprzez cyklazę adenylową

Po pobycie szczurów w różnorodnym otoczeniu podczas snu REM w korze skroniowej i hipokampie wzrasta ekspresja zif-268.

W okresie deprywacji snu istotnie wzrasta aktywność neuronów jąder szwu (wydzielanie serotoniny).

Deprywacja snu a płeć:

U kobiet po śnie wyrównawczym tylko jeden z badanych parametrów wrócił do normy.

Zmiany aktywności mózgu u niewyspanych osób wykazujących umiarkowaną depresję ( - spróbować znaleźć: „Note. This Respondek experienced a 50% improvement In the Modified Hamilton Depression Rating Scale following partial Steep deprivation.” Clark, 2001)

1. Deprywacja snu jest użyteczną metodą leczniczą we wszystkich rodzajach zespołów depresyjnych.

2. Dla jej stosowania nie ma ograniczeń wiekowych i może być powtarzana wielokrotnie.

3. Można wykorzystywać deprywację całkowitą lub częściową (sen służący odpoczynkowi nie może być dłuższy niż 3 godziny).

4. Choć uzyskane efekty generalnie są krótkotrwałe, to mogą być przedłużone przez leki antydepresyjne, terapię światłem lub przesuwanie czasu snu.

(Próba wyjaśnienia istoty zaburzeń snu w deprywacji oraz korzystnego działania przymusowej bezsenności. (…) Niestety poprawa ta jest krótkotrwała (…))

Wzrost liczby wypadków i średniej prędkości na symulatorze samochodowym w kolejnych dniach pozbawienia snu. Najczęstszy skutek zaśnięcia za kierownicą to zjechanie z drogi. Niewyspane osoby znacznie częściej przekraczają linie drogowe.

(alkohol i niewyspanie, Lamond, Dawson 1999 J. Sleep Res. 8, 255- 262)

24 godziny czuwania zmieniają szybkość reakcji porównywalnie z 0,5-0,7‰ stężeniem alkoholu we krwi.

Nawet 10 minutowa popołudniowa drzemka polepsza możliwości kierowcy na okres ok. 2 godzin.

Twór siatkowaty

• Jest układnem niespecyficznym (pozawstęgowym)

• Składa się z części wstępującej zmierzającej do kory mózgowej za pośrednictwem wzgórza oraz zstępującej modulującej aktywność rdzenia kręgowego

• Każda z tych części ma komponentę pobudzającą i hamującą.

Reticular Activating System (RAS) determines the level of alertness (rysunek)

Część wstępująca

• Aktywująca (RAS) – niespecyficzna aktywacja całej kory mózgowej za pośrednictwem jąder śródblaszkowych i linii pośrodkowej wzgórza. Warunkuje stan czuwania.

• Hamująca (układ rekrutujący wzgórza) – obniżenie aktywności kory mózgowej poprzez synchronizację czynności dużych grup neuronalnych (rekrutacja) za pośrednictwem tych samych jąder wzgórza pobudzanych rytmicznymi bodźcami o częstotliwości 6-12 Hz.

Preparaty Bremera – cięcia przez pień mózgu

• Miały wykazać znaczenie stymulacji czuciowej dla utrzymania cyklu snu i czuwania

• Encephale isole – izolowane mózgowie – cięcie na granicy rdzenia kręgowego i opuszki – odcięcie czucia somatycznego z kończyn i tułowia, zachowane czucie z nerwów czaszkowych normalny cykl snu i czuwania, nie (BRAK)

PSYCHONEUROIMMUNOLOGIA

Układ odpornościowy służy do obrony organizmu przed patogenami.

Obustronne powiązania pomiędzy układem nerwowym i odpornościowym (+kartka1)

OUN

Hormony

Cytokiny Neuropeptydy

Neurotransmitery

Układ odpornościowy

Czym różni się (nie mam )

Miejsce immunologiczne jest uprzywilejowane- nietykalność immunologiczna („immune privilege”)

• Brak drenażu limfatycznego

• Bariera krew- mózg (BBB)

• Brak miejscowych komórek prezentujących antygen

• Niska ekspresja antygenów MHC (główny układ zgodności tkankowej -> antygeny transplantacyjne) na komórkach OUN

Elementy BBB

• Komórki śródbłonka

• Astrocyty – zapoczątkowują barierę krew- mózg

BBB w normalnych warunkach: wolne i selektywne wejście płynów. Wchodzi niewiele aktywowanych limfocytów do OUN.

Nietykalność immunologiczna: rola BBB (rysunek)

• Przenikają: substancje rozpuszczalne w lipidach, woda, aminokwasy i elektrolity, glukoza

• Nie przechodzą: neurotransmitery, białka surowicy, media kontrastowe

Autoagresja – rola BBB

OBWÓD

Odporność nabyta

• Przeciwciała

• Tβα

Odporność wrodzona

• Makrofagi

• NK

• T(coś tam)

Przełamanie BBB: wnikanie leukocytów do OUN w MS

Nietykalnosć immunologiczna: brak miejscowych komórek prezentujących antygen

• Aktywacja limfocytów wymaga dostarczenia przynajmniej dwóch sygnałów:

• pierwszy sygnał: Rozpoznanie antygenu przez receptor antygenowy limfocytu (ligandem są antygeny MHC na komórkach prezentujących antygen)

• drugi sygnał: obecność cząsteczek kostymulujących na limfocytach i komórkach prezentujących antygen

• w OUN komórki, które najbardziej przypominają komórki prezentujące antygen to komórki mikroglejowe

Komórki mikrogleju prezentują antygeny w OUN i aktywują zapalenie tkanki nerwowej. (kartka 3)

„Pochłanianie” β-amyloidu przez mikroglej po immunizacji (zdjęcia nosiciel/ immunizowany)

Recepcja aktywności immunologicznej przez OUN

• Besedovsky i wsp. (1983):

• Immunologiczna aktywacja OUN i układu neuroendokrynowego
  (kartka 4)

• Aktywność hormonalna cytokin

• Cytokiny aktywują oś HPA (CRH, ACTH, glikokortykoidy)

• Leukocyty produkują hormony (CRH, ACTH, POMC)

• Aktywacja układu odpornościowego przez lipo polisacharydy (LPS) prowadzi do syntezy cytokin w OUN (IL-1β, IL-6, TNF-α, (coś tam) γ)

Cytokiny- mediatory obwodowych i ośrodkowych interakcji pomiędzy OUN
i układem odpornościowym.

Receptory:

• Komórki układu odpornościowego wykazują ekspresję receptorów dla wszystkich hormonów, neurotransmiterów o neuropeptydów (receptory adrenergiczne, cholinergiczne i peptydergiczne).

• Układ neurowydzielniczy przekazuje sygnały do układu odpornościowego przez wysiew hormonów, neurotransmiterów i neuropeptydów, które regulują aktywność komórkową poprzez te receptory

• Komórki OUN wykazują ekspresję receptorów dla cytokin wytwarzanych przez komórki układu odpornościowego (receptory dla IL-1, IL-6, TNF-α i IFNγ- w podwzgórzu, przysadce mózgowej i hipokampie).

Natura, źródło i pdbiór informacji w oddziaływaniach neuroimmunologicznych

• Układ odpornościowy i OUN

• Używają wspólnego chemicznego języka do komunikacji wewnątrz i międzysystemowej: peptydowe i niepeptydowe neurotransmitery, hormony i cytokiny, które działają na wspólny zestaw receptorów i ligandów

• Poprzez wspólne receptory i ligandy układ odpornościowy może służyć jako „szósty zmysł” – wykrywa z dużą czułością i specyficznością czynniki patogeniczne, nowotwory i alergeny.

Stymulacja obwodowych komórek immunologicznych indukuje ekspresję cytokin w mózgu.

Jak takie duże cząsteczki jak cytokiny przekraczają BBB? (odruch przeciwzapalny, rys. Tracey, Nature 2002)

Acetylocholina (ACh)- zasadniczy neurotransmiter autonomicznego układu nerwowego parasympatycznego, efektywnie tłumi produkcję cytokin prozapalnych.

Sygnały cholinergiczne: most między (brak) (rys. 5)

„Sickness behavior” – niespecyficzne objawy chorobowe

• Do objawów „Sickness behavior” zalicza się: zmęczenie, zwiększona senność, zaburzenia snu, obniżenie progu poczucia bólu, zaburzenie świadomości (zwłaszcza koncentracji i pamięci), anoreksja, zaburzenia nastroju (zachowania asocjalne, anhedonia, depresja).

• Zmiany pod wpływem cytokin:

• Ogólne złe samopoczucie

• Obniżona aktywność

• Obniżenie inicjatywy socjalnej

• Obniżone pobieranie jedzenia i picia, utrata masy ciała

• Zaburzenia snu

• Gorączka

• Niespecyficzne objawy chorobowe:

• Czucie się chorym

• Utrata energii lub zmęczenie

• Brak zainteresowania codziennymi czynnościami

• Słaby apetyt (coś tam coś tam)

Rola Neru błędnego w „sickness behavior” (rys. 6)

To też do czegoś Rys. 7 (Dantzer, 2004, Innate immunity AT the forefront of psychoneuroimmunology., Brain Behav. Immun., 18, 1-6.)

OUN odpowiada na zapalenie reakcją sickness behavior ale jednocześnie zapoczątkowuje przeciwstawną, przeciwzapalną odpowiedź w celu utrzymania homeostazy.

• Lokalnie pośredniczono przez eferentny autonomiczny układ nerwowy (acetylocholina)

• Systemowo pośredniczone przez aktywację osi HPA (glikokortykoidy)

Wrona, Immunomodulation, brain areas involved., Springer Neuroimmunology Ref., (2008) – schemat DUUUŻY nr 1

Choroby degeneracyjne mózgu: choroba Alzheimera (AD)

Czym jest choroba Alzheimera (AD)?

• AD jest najczęściej spotykanym przypadkiem demencji (otępienia umysłowego) wśród ludzi w wieku 65 lat i więcej.

• Gwałtownie wzrasta liczba chorych wraz z wydłużaniem się czasu życia.

• Niszczycielskie społeczne implikacje.

• Trwałe uszkodzenie funkcji poznawczej i pamięci.

Choroba Alzheimera:

• Należy do najczęstszych chorób degeneracyjnych (opisana przez Alzheimera w 1906r.)

• Głównym objawem jest progresywna demencja (otępienie):

• Utrata pamięci

• Spadek percepcji

• Zmiany osobowości

• Histopatologicznie AD charakteryzuje akumulacja agregatów białkowych:

• Wewnątrzkomórkowych: kłębki (zwyrodnienia) neurofibrylarne, składające się głównie z białka Tau, związanego z mikrotubulami

• Zewnątrzkomórkowych: odkładanie się złogów β-amyloidu (Aβ42)

• Prowadzi to do progresywnej utraty komórek kory i zaniku kory

Prawdopodobieństwo wystąpienia AD wzrasta wraz z wiekiem.

Stadia AD

1. Zapominanie gdzie się coś zostawiło, nazwisk znajomych osób. Czasami obecny jest lęk, podejrzliwość, spowolnienie ruchowe oraz zmniejszenie ilości używanych słów.

2. Zagubienie podczas podróży do pracy zauważalne przez kolegów, gorsze wykonywanie obowiązków zawodowych.

3. Zubożenie wiedzy na temat aktualnych lub przeszłych wydarzeń, tzw. przerwy w życiorysie czyli niemożność przypomnienia sobie pewnych okresów życia.

4. Nie można obejść się bez pomocy drugich osób, niemożność przypomnienia sobie większości danych ze swojego życia.

5. Zanik aktywności, moczenie się, nieświadomość ostatnich wydarzeń, zakłócenie rytmu dzień i noc, objaw lustra czyli rozmowa z własnym odbiciem.

6. Brak mowy, chrząkanie jako sposób komunikacji z otoczeniem, mimowolne moczenie się i zanieczyszczanie. Chory przestaje chodzić. W badaniu neurologicznym pojawiają się objawy uszkodzenia układu nerwowego.

7. Brak kontaktu z otoczeniem i jakiejkolwiek aktywności.

Neuropatologiczne zmiany i lezje w AD

Cechy lezji:

• złogi amyloidu

• pozakomórkowe złogi

• parenchyma mózgowa

• wokół naczyń krwionośnych (amyloidowa angiopatia)

• kłębki neurofibrylarne

• wewnątrzkomórkowe nagromadzenie białek

• głównie duże neurony piramidowe kory mózgowej i hipokampa

Zmiany komórkowe:

• Zapalenie tkanki nerwowej: aktywacja mikrogleju i astrocytów

• Utrata komórek nerwowych:

• glutaminergicznych w hipokampie, korze,

• cholinergicznych w pniu mózgu.

Białko amyloid β jest jedną z glikoprotein błony komórkowej, znajdowanej w neuronach, gleju i śródbłonku (mutacja genu na chromosomie 21).

Białko τ (tau) stanowi część cytoszkieletu mikrotubul wiążących białka (mutacja genu na chromosomie 17).

Powstawanie β-amyloidu i tworzenie złogów (rysuneczek)

Mutacje genetyczne w różnorodne formy rodzinnej (coś tam coś tam, więcej lub mniej amyloidu)

Tworzenie kłębków z białka Tau (rysuneczek znów ^^)

Model AD u myszy: chorobę wywołuje mutacja genu hAPP

Interakcje pomiędzy OUN a układem odpornościowym w neurodegeneracji (kartka 2)

Komórkowe i molekularne markery neurodegeneracji

Stresowany neuron -> zmiany komórkowe:

• zdegenerowane synapsy

• olbrzymie synapsy

• nienormalne wypustki nerwowe

• glioza

• śmierć komórek

Odpowiedź immunologiczna w neurodegeneracji (kartka 3)

Fagocytoza i zapalenie (4)

Dopełniacz (komplement):

• wymagany do efektywnej obrony immunologicznej gospodarza

• niedobór prowadzi do zaburzeń autoimmunologicznych.

• Nadmierna aktywacja prowadzi do uszkodzenia tkanki.

• Nienormalnie aktywowany w neurodegeneracji.

• Aktywacja drogą klasyczną i alternatywną.

• Klasyczna: składowa C1 ulega aktywacji po związaniu z kompleksem antygen- przeciwciało

• Alternatywna: antygeny (endotoksyny, polisacharydy, składniki ściany komórkowej) reagują ze składową C3b, która w interakcji z czynnikami B, D i properdyną tworzy kompleks konwertazy C3. (5)

Kompleks atakujący błonę (membrane attacj complex, MAC)

• MAC w erytrocytach prowadzi do lizy komórek

Ekspresja komplementu w normalnym i uszkodzonym OUN

• Normalny OUN

• Większość lub wszystkie składniki komplementu są syntetyzowane przez mikroglej, astrocyty i neurony

• Różne receptory komponentu występują w gleju i neuronach

• Starzejący się i uszkodzony OUN

• Ekspresja komponentu wzrasta wraz z wiekiem i uszkodzeniem.

• Składniki komplementu związane są z nietypowymi białkami gromadzącymi się w AD.

• Kompleks atakujący błonę (membrane attaca complex, MAC) jest wykrywany w neuronach w różnych stanach lezji neuronów, urazów o chorób neurodegeneracyjnych.

Układ dopełniacza w AD

• Poziom białek komplementu jest podwyższony w mózgu chorych z AD

• Agregaty β-amyloidu (Aβ) i białka tau aktywują komplement in vitro

• Neurony ze złogami i kłębkami są immunopozytywne dla białek komplementu w mózgu chorych z AD

• Poziom komórkowych inhibitorów komplementu jest obniżony w AD

Fagocytoza z udziałem dopełniacza (kartka 6)

Przypuszczalna rola dopełniacza w ad (7)

Zahamowanie komplementu (sCrry) prowadzi do wzrostu akumulacji β-amyloidu u myszy hAPP.

Przypuszczalna rola układu dopełniacza w chorobach neurodegeneracyjnych:

• Oczyszczanie z zewnątrzkomórkowych złogów białkowych

• Oczyszczanie z komórek umierających i degenerujących

• Aktywacja zapalenia przez składowe C3a i C5a

• Przyspieszenie degeneracji komórkowej przez MAC

Szczepienia przeciwko AD?

Immunizowanie myszy, jak również pacjentów z AD za pomocą Aβ prowadzi do rozbicia złogów i klinicznej poprawy.

Szczepienie peptydem Aβ opóźnia tworzenie złogów u myszy z modelem AD

• Myszy transgeniczne pod względem APP rozwijają złogi Aβ

• Szczepienie redukuje tworzenie złogów (coś tam coś tam i jeszcze 2 podpunkty)

Wnioski

• Zapalenie tkanki nerwowej cechuje AD i choroby pokrewne.

• Odpowiedź immunologiczna obejmuj głównie wrodzone mechanizmy odpornościowe.

• Układ komplementu jest aktywowany w mózgu chorych z AD i może być zaangażowany w oczyszczanie z amyloidu i umierających komórek.

• Szczepienia w AD są obiecującym nowym podejściem ale metoda ta jest trudna do kontrolowania u ludzi.

TESTOWA ZERÓWKA 22.01. 13:00

EGZAMIN 03.02. 10:00