FIZJOLOGIA ĆW
FIZJOLOGIA UKŁADU NERWOWEGO
Podział odruchów:
Wrodzone (bezwarunkowe) – połączenia wrodzone, które w miarę wzrostu i dojrzewania organizmu, a wraz z nim oun, zaczynają przewodzić impulsy nerwowe. Dzięki tym wrodzonym połączeniom bodziec działający na określony receptor wyzwala odpowiedź określonego efektora. Nie można ich hamować, nie zależą od woli, niezmienne.
Nabyte (warunkowe) – nowe połączenia pomiędzy różnymi ośrodkami. Dzięki temu pojawiają się nowe odruchy. Wytworzenie się nowego połączenia pomiędzy ośrodkami wymaga pewnych określonych warunków. Występowanie odruchu warunkowego jest uwarunkowane działaniem zespołu bodźców. Zmiany zachodzące w zespołach bodźców prowadzą do zahamowania lub przekształcenia się wcześniej wytworzonych odruchów warunkowych i tworzenia się nowych odruchów warunkowych. Odruchy nabyte charakteryzują się dużą zmiennością odpowiedzi na bodźce, w przeciwieństwie do odruchów wrodzonych, które dają zawsze tą samą odpowiedź na ten sam bodziec.
Łuk odruchowy - droga, jaką przebywa impuls nerwowy od receptora do efektora. Składa się on z 5 części:
Receptora
Aferentnego włókna nerwowego (dośrodkowego)
Ośrodka nerwowego
Aferentnego włókna nerwowego (odśrodkowego)
Efektora.
Odruchy dzielą się na proste i złożone. Odruchy proste to przede wszystkim odruchy rdzeniowe. Łuki odruchowe tych odruchów składają się z 2 lub 3 komórek nerwowych. Impulsy nerwowe do i od rdzenia kręgowego biegną przez nerwy rdzeniowe, które składają się zarówno z włókien aferentnych, jak i eferentnych. W miejscu rozdzielenia się nerwu rdzeniowego na korzeń grzbietowy i na korzeń brzuszny rozdzielają się również włókna Aferentne od eferentnych. Włókna aferentne wstępują do rdzenia kręgowego w korzeniach grzbietowych, a eferentne opuszczają rdzeń przez korzenie brzuszne. Korzeń grzbietowy na swoim przebiegu ma zgrubienie stanowiące zwój rdzeniowy. W zwoju rdzeniowym znajdują się ciała neuronów czuciowych odbierających pobudzenie z receptorów. Neurony czuciowe wysyłają wypustkę kończącą się synapsami w istocie szarej rdzenia kręgowego. Synapsy neuronu otaczają bezpośrednio neuron ruchowy w rogach przednich rdzenia i w takim łuku odruchowym występuje tylko 1 synapsa pomiędzy neuronami czuciowym a ruchowym. Jest to łuk odruchowy odruchu monosynaptycznego.
Odruch monosynaptyczny - odruch na rozciąganie. Odruchy te powstają na skutek podrażnienia zakończeń pierścieniowato-spiralnych. Jest to zakończenie neuronu czuciowego, którego ciało znajduje się w zwoju rdzeniowym. Na skutek rozciągania zakończenie pierścieniowato-spiralne depolaryzuje się i salwy impulsów biegną do rdzenia kręgowego. Tam po przejściu przez jedną synapsę pobudzają neurony ruchowe, które z kolei wysyłają impulsy wywołujące skurcz izometryczny lub izotoniczny mięśnia szkieletowego. Wynikiem jest skurcz mięśnia wywołany jego rozciągnięciem. Siła skurczu zależy od poprzedzającego je rozciągnięcia. Jest to odruch własny mięśnia.
Odruch polisynaptyczny - odruch zginania – chroni kończyny przed bodźcami uszkadzającymi, działającymi na receptory w skórze, mięśniach. Odpowiedzią jest pobudzenie zginaczy kończyny narażonej na niebezpieczeństwo. Występuje koordynacja czynności mięśni antagonistycznych. W czasie pobudzenia zginaczy hamowane są prostowniki. Występuje skrzyżowany odruch prostowania – pobudzenie prostowników i hamowanie zginaczy w 2 kończynie (nie narażonej na niebezpieczeństwo). Wyraźny w kończynach dolnych.
Odruch bisynaptyczny – odruch ochronny, przy działaniu zbyt silnych bodźców na mięsień (zbyt mocne rozciągnięcie lub zbyt mocny skurcz).
Ośrodki rdzenia kręgowego
Ośrodki nerwowe to skupienia neuronów w oun zawiadujące określoną funkcją. Od czynności ośrodka zależy, czy odruch wystąpi, jaki będzie jego okres utajonego pobudzenia i z jaką siłą zostanie pobudzony efektor.
Dla odruchów rdzeniowych decydująca jest czynność neuronów w jądrach ruchowych w rogach przednich rdzenia kręgowego.
Impulsy od neuronów czuciowych w zwojach rdzeniowych do neuronów ruchowych przekazywane są bezpośrednio przez synapsy pobudzające. Natomiast impulsacja neuronów pośredniczących i neuronów z wyższych pięter może być przekazywana zarówno przez synapsy pobudzające, jak i hamujące.
Wzajemnie zwrotne stosunki między ośrodkami
Wzajemnie zwrotne unerwienie mięśni szkieletowych j wzajemnie zwrotne stosunki między ośrodkami dla tych mięśni polegają na tym, że pobudzenie jednych ośrodków wywołuje jednoczesne hamowanie innych ośrodków.
Neurony ruchowe w rogach przednich rdzenia kręgowego unerwiają wszystkie mięśnie poprzecznie prążkowane tułowia i kończyn. W czasie pobudzenia ośrodka ruchowego np. dla mięśni zginaczy kończyny górnej, ośrodki ruchowe dla mięśni antagonistycznych tj. prostowników są zahamowane, a mięśnie rozkurczone.
W ośrodku ruchowym zostają równocześnie pobudzone neurony ruchowe alfa, unerwiające komórki mięśniowe ekstrafuzalne i neurony ruchowe gamma, unerwiające komórki mięśniowe intrafuzalne, w których znajdują się zakończenia pierścieniowato-spiralne, czyli A-receptory. Skurcz komórek mięśniowych zwiększa pobudliwość zakończeń pierścieniowato-spiralnych. Aferentne impulsy nerwowe, przewodzone od tych zakończeń przez neurony czuciowe są przekazywane do neuronów ruchowych alfa przez połączenia monosynaptyczny. Jednocześnie za pośrednictwem gałęzi obocznych neurony czuciowe wysyłają impulsy do ośrodków ruchowych dla mięśni antagonistycznych. Gałęzie oboczne kończą się w tych ośrodkach synapsami na neuronach pośredniczących, hamujących. Neurony te wywołują postsynaptyczny potencjał hamujący w neuronach ruchowych dla mięśni antagonistycznych. Dzięki tym wzajemnie zwrotnym stosunkom między ośrodkami dla mięśni antagonistycznych nie dochodzi w warunkach fizjologicznych do ich jednoczesnego pobudzania.
Rozciągniecie mięśnia wywołuje jego krótkotrwały skurcz.
Bardzo silny skurcz mięśnia lub bardzo silne jego rozciągnięcie powoduje pobudzenie ciałek buławkowatych, czyli B-receptorów znajdujących się w ścięgnach. Impulsy wysyłane przez B-receptory hamują neurony ośrodka dla mięśnia kurczącego się i pobudzają neurony ośrodka dla mięśnia antagonistycznego.
Wstrząs rdzeniowy – po całkowitym przerwaniu ciągłości rdzenia kręgowego, po jego zmiażdżeniu lub gwałtownym uciśnięciu, występuje u ludzi tzw. Wstrząs rdzeniowy, który objawia się zniesieniem wszystkich odruchów rdzeniowych poniżej miejsca uszkodzenia. Nie występują zarówno odruchy na rozciąganie, jak i odruch zginania. Po pewnym czasie pierwszy powraca odruch zginania, ale w postaci odruchu patologicznego. U ludzi zdrowych podrażnienie skóry na podeszwie wywołuje zgięcie podeszwowe palców, zgięcie grzbietowe stopy i cofnięcie kończyny. Podrażnienie skóry na podeszwie po uszkodzeniu rdzenia kręgowego wywołuje odruch patologiczny (odruch Babińskiego) – polega na zgięciu podeszwowym 4 palców stopy i jednoczesnym zgięciu grzbietowym palucha.
Po kilku tygodniach po uszkodzeniu rdzenia kręgowego odruchy, początkowo bardzo słabe, stopniowo nasilają się. Dochodzi do podwyższenia odruchów, a po kilku miesiącach występuje również odruch masowy – podrażnienie skóry na podeszwie wywołuje zgięcie palców i stopy, cofnięcie obu kończyn i jednocześnie odruchu oddawania moczu i kału.
Zmysł powonienia – cząsteczki związków chemicznych wprowadzone do jamy nosowej wraz z powietrzem wdychanym rozpuszczają się w śluzie pokrywającym nabłonek błony śluzowej okolicy węchowej. Tą drogą działają na wypustki komórek nerwowo-zmysłowych węchowych w kształcie rzęsek. Komórka nerwowo-zmysłowa węchowa (I neuron czuciowy) jednocześnie odbiera bodźce i przewodzi impulsy nerwowe, ponieważ jest komórką nerwową.
Wypustki ok. 20 komórek nerwowo-zmyslowych węchowych tworzą włókna nerwowe węchowe, które po wejściu do dołu przedniego czaszki kończą się synapsami w opuszce węchowej na komórkach nerwowych mitralnych (II neuron czuciowy). Z opuszki węchowej aksony idą w 3 kierunkach:
Przez prążek węchowy przyśrodkowy i spoidło przednie biegną do opuszki węchowej po stronie przeciwnej.
Przez prążek węchowy pośredni aksony neuronów opuszki osiągają istotę dziurkowaną przednią, skąd biegną do podwzgórza i innych struktur układu rąbkowego.
Przez prążek węchowy boczny, który zawiera aksony kierujące się do III neuronu czuciowego w części korowej i przyśrodkowej ciała migdałowatego oraz do haka zakrętu hipokampa.
Pomiędzy Komorkami nerwowo-zmysłowymi węchowymi nabłonka węchowego znajdują się nagie zakończenia włókien nerwowych należących do nerwu trójdzielnego. Podrażnienie ich wywołuje odruch kichania.
Układ optyczny oka – rogówka, ciecz wodnista, soczewka, ciało szkliste.
Obraz: rzeczywisty, odwrócony, pomniejszony.
Akomodacja oka – siła załamywania układu optycznego wiąże się przede wszystkim z krzywizna rogówki, a w mniejszym stopniu z krzywizną soczewki. Przy patrzeniu na przedmioty bliskie soczewka zmienia swój kształt. Krzywizny soczewki zwiększają się: w większym stopniu krzywizna przedniej powierzchni soczewki, a w mniejszym – krzywizna tylnej powierzchni soczewki. Na skutek zmiany kształtu soczewki zwiększa się siła załamywania układu optycznego oka.
Zmiana siły załamywania soczewki następuje odruchowo. W czasie patrzenia na przedmioty odległe mięsień rzęskowy jest rozkurczony, a przyczepiona promienisto do torebki soczewki obwódka rzęskowa jest napięta. Soczewka jest wtedy spłaszczona. W czasie patrzenia na przedmioty bliskie mięsień rzęskowy się kurczy, obwódka rzęskowa rozluźnia się i soczewka przybiera kształt bardziej kulisty. Siła załamywania soczewki wzrasta.
Konwergencja oczu – gdy wzrok kierujemy na przedmioty bardzo odległe, wówczas osie patrzenia obu oczu SA ustawione prawie równolegle. W miarę zbliżania się obserwowanego przedmiotu gałki oczne odruchowo ustawiają się w ten sposób, że osie patrzenia przecinają się. Im bliżej od oczu znajduje się obserwowany przedmiot, tym większy kąt, pod którym przecinają się osie patrzenia.
Kontrola wielkości źrenicy – średnica źrenicy kontrolowana jest odruchowo i jej wielkość zależy od natężenia promieni świetlnych padających na siatkówkę oraz od odległości obserwowanego przedmiotu. Wzrost natężenia światła i zbliżanie się obserwowanego przedmiotu wywołują skurcz mięśnia zwieracza źrenicy znajdującego się w tęczówce.
Impulsy nerwowe w odruchowym zwężeniu źrenicy pod wpływem światła i w czasie akomodacji, przy patrzeniu na bliskie przedmioty, biegną przez 2 odmienne łuki odruchowe.
Wady wzroku:
Krótkowzroczność – układ optyczny zbyt silnie załamuje promienie i obraz ostry tworzy się w ciele szklistym przez siatkówką. Na siatkówce tworzy się obraz nieostry. Szkła o soczewkach rozpraszających.
Dalekowzroczność – promienie równoległe są słabiej załamywane przez układ optyczny i przecinają się za siatkówką. Obraz tworzący się jest nieostry. Szkła o soczewkach skupiających.
Niezborność oka – promienie świetlne skupiają się w 2 lub więcej ogniskach. Obraz tworzący się na siatkówce nie jest ostry. Korekcję tej wady przeprowadza się za pomocą szkieł o soczewkach cylindrycznych.
Receptory wzroku:
Warstwę zewnętrzną siatkówki stanowią komórki wzrokowe o wypustkach w postaci czopków i pręcików. Warstwę środkową tworzą komórki nerwowe dwubiegunowe, a warstwę wewnętrzną, sąsiadującą z ciałem szklistym – komórki nerwowe zwojowe.
Komórki wzrokowe czopkonośne – czopki pochłaniają promienie niebieskie (max pochłaniania 430 nm), zielonożółte (max pochłaniania 540 nm) i pomarańczowoczerwone (max pochłaniania 575 nm). Czopki zapewniają ostrość widzenia.
W plamce żółtej SA tylko czopki – najostrzejsze widzenie.
Komórki wzrokowe pręcikonośne – odbierają fale świetlne o różnej długości. Pod wpływem fal świetlnych zawarta w pręcikach rodopsyna zmienia się w lumirodopsynę, a następnie na meta rodopsynę, która rozpada się na retinen i białko – skotopsynę. Pręciki odbierają różnice w natężeniu promieni świetlnych padających na różne miejsca siatkówki. Obraz odbierany przez pręciki jest nieostry.
Są fotoreceptorami. Pod wpływem fali świetlnej w pręcikach i czopkach dochodzi do przemian chemicznych i depolaryzacji błony komórkowej. Impuls powstający w pręcikach i czopkach przewodzony jest przez komórki nerwowe dwubiegunowe, a następnie przez komórki nerwowe zwojowe, których aksony biegną w nerwie wzrokowym.
Ostrość wzroku – siła rozdzielcza oka, jest oceniana na podstawie obrazu padającego na plamkę żółtą.
Adaptacja siatkówki do światła i ciemności
Adaptacja do silnego światła ma swoje max po ok. 10 minutach.
Adaptacja do ciemności – w całkowitej ciemności dochodzi do resyntezy barwnika we wszystkich fotoreceptorach, tak, że minimalne natężenie promieni świetlnych odbierane przez max liczbę fotoreceptorów. Adaptacja do ciemności trwa ponad godzinę.
Percepcja wrażeń wzrokowych
Odbiór i rozpoznawanie wrażeń wzrokowych jest procesem złożonym, który przebiega zarówno w obrębie ciała kolankowatego bocznego i wzgórka górnego blaszki pokrywy, jak i w korze mózgu w polu 17 oraz sąsiadujących z nim polach 18 i 19. W korze mózgu okolicy wzrokowej przebiegają procesy związane z odbiorem konturów przedmiotów. Oko znajduje się w stałym ruchu i w związku z tym coraz to inne neurony zostają pobudzone przez salwy impulsów o dużej częstotliwości, spowodowane przez przesuwający się na siatkówce obraz konturów przedmiotu. Neurony ciała kolankowatego i wzgórka górnego blaszki pokrywy zapewniają widzenie barwne i stereoskopowe oglądanych przedmiotów.
Zmysł słuchu
Właściwy receptor odbierający fale akustyczne znajduje się w uchu wewnętrznym, w narządzie spiralnym – Cortiego. Tam zachodzi przetworzenie fal akustycznych na impulsy nerwowe.
Fale akustyczne przewodzone są przez powietrze znajdujące się w przewodzie słuchowym zewnętrznym. Na swej drodze fale akustyczne napotykają błonę bębenkową i wywierają na nią zmienne ciśnienie. Drgania błony bębenkowej pod wpływem fal akustycznych przenoszone są w uchu środkowym na okienko przedsionka przez dźwignię utworzoną z 3 kosteczek słuchowych: młoteczka, kowadełka i strzemiączka.
Ucho środkowe
Na granicy powietrze-ciecz 99,96% energii dźwięku jest odbite (ciśnienie akustyczne powietrza jest zbyt niskie, żeby drgania jego cząsteczek były w stanie pobudzić do drgań - za pośrednictwem błony - gęsto upakowane cząsteczki cieczy)
ZADANIA:
Przekazywanie dźwięku z kanału słuchowego do ucha wewnętrznego
Zwiększenie ciśnienia
Zabezpieczenie ślimaka przed dźwiękami o zbyt dużych natężeniach i małych częstotliwościach
Za zwiększenie ciśnienia odpowiedzialne są 2 mechanizmy:
Powierzchnia błony bębenkowej będąca w kontakcie z młoteczkiem jest ok. 20x > niż strzemiączka z błoną okienka owalnego
Układ młoteczek-kowadełko to klasyczna dźwignia o ramionach różnej długości (ramię młoteczka jest 1,2 – 1,4 x dłuższe niż kowadełka
WZMOCNIENIE W UCHU ŚRODKOWYM – ok. 25x
(bez ucha środkowego próg słyszalności byłby ok. 50 dB wyższy)
Ucho wew –ślimak kostny:
Jest on zwężającą się, uformowaną z kości czaszki rurka, zwiniętą w formie skorupy ślimaka o 2,75 skrętach. Przez całą jego długość przebiegają 2 błony:
Przedsionkowa (reissnera) i podstawna, dzielące go na 3 komory:
Schody przedsionka,
Przewód (kanał) ślimaka
Schody bębenka,
Schody przedsionka i bębenka są połączone i wypełnione tą sama cieczą PERYLIMFĄ, podczas gdy przewód ślimaka – ENDOLIMFĄ. Schody bębenka są oddzielone od ucha środkowego OKIENKIEM OKRĄGŁYM .
Transmisja dźwieku z u.zew do wew.
1. Strzemiączko pod wpływem uderzeń młoteczka wykonuje ruch tłokowy (posuwisto-zwrotny; może też wykonywać ruch wahadłowy i obrotowy) wprawiając w ruch błonę okienka owalnego. Wywołuje to ruch cieczy wewnątrz ślimaka, a ponieważ są one nieściśliwe, to wtłaczanie okienka owalnego wywołuje ruch okienka okrągłego w kierunku ucha środkowego (i vice versa)
OTOSKLEROZA - utrata mobilności przez 1 lub oba okienka
Zmieniające się pod wpływem ruchu strzemiączka ciśnienie w okienku owalnym przenosi się do perylimfy schodów przedsionka, a stamtąd - poprzez błonę przedsionkową do endolimfy oraz – przez helikotremę (szparę osklepka) do schodów bębenka
Ruch cieczy wprawia z kolei w ruch błonę podstawną, na której znajduje się narząd spiralny
4.W narządzie spiralnym odbywa się wstępna analiza dźwięku oraz zamiana sygnału mechanicznego (ruch błony podstawnej wywołany ruchem cieczy) na elektryczny (aktywacja elektryczna komórek zmysłowych prowadząca do wyładowań w nerwie ślimakowym)
Wzrok i słuch są korowe, a węch nie (on dociera do ciała migdałowatego, podwzgórza, do opuszki wechowej po stronie przeciwnej).