Obwodowy układ nerwowy
Obwodowy układ nerwowy jest systemem nerwów, za pomocą których ośrodkowy układ nerwowy kieruje ustrojem, jego podstawowymi funkcjami. Nerwy są włóknami złożonymi z długich wypustek komórek nerwowych (neuronów), zwanych aksonami. Neurony, podobnie jak większość komórek, posiadają cytoplazmę, jądro komórkowe i inne subkomórkowe struktury (np. mitochondria). Różnią się od innych komórek obecnością cytoplazmatycznych wypustek: krótkich - dendrytów, łączących poszczególne komórki nerwowe ze sobą i długich - neurytów (aksonów), przewodzących sygnały nerwowe do odległych narządów (tkanek) docelowych albo zbierających pobudzenia w tych narządach (tkankach) i przewodzących je do ośrodkowego układu nerwowego.
Aksony mają różną długość, często na swoim przebiegu oddają liczne odgałęzienia (tzw. kolaterale). Na ogół, oprócz błony komórkowej, są otoczone dodatkowymi osłonkami (np. osłonką mielinową) oraz pojedynczą warstwą komórek. Niektóre aksony nie mają jednak żadnych osłonek.
Nerwy przewodzą pobudzenia elektryczne. Jest to typowe przewodzenie "kablowe" oparte na obecności różnicy potencjałów na końcach. Różnica potencjałów jest wynikiem zmian przezbłonowych stężeń niektórych jonów (sodu i wapnia) w komórce i aksonie. Szybkość przewodzenia prądu jest zróżnicowana. Na przykład nerwy rdzeniowe, zmierzające do mięśni szkieletowych, przewodzą prąd z szybkością 120 m/s. Szybkość przewodzenia zależy od grubości nerwu, a także od obecności osłonki, zwłaszcza mielinowej aksonów, które stanowią rodzaj izolatora. Nerwy nieosłonięte przewodzą impulsy znacznie wolniej, bo z szybkością 1 m/s.
Im jest dłuższy nerw, tym przewodzenie impulsu w coraz dalszym jego odcinku jest wolniejsze, aż wreszcie (szybko) wygasa.
Przewodzenie bodźców w aksonach jest na ogół jednokierunkowe. Zakończenia aksonów (nerwów) są zróżnicowane. Nerwy "obsługujące" mięśnie szkieletowe tworzą na zakończeniach, na styku z włóknami mięśniowymi, tzw. motoryczne płytki końcowe, które są swego rodzaju złączem, zwanym synapsą. Za pomocą synaps stanowiących zakończenia dendrytów neurony komunikują się między sobą.
Na synapsę składa się część presynaptyczna, końcowy (czasem o kształcie buławy) odcinek aksonu (dokładniej - błony komórkowej) i część postsynaptyczna, utworzona w przypadku motorycznej płytki końcowej przez fragment błony komórkowej włókna mięśniowego (komórki mięśniowej). Pomiędzy błonami tworzącymi synapsę znajduje się niewielka przestrzeń zwana przestrzenią synaptyczną. Pobudzenie docierające do końcowej części aksonu uwalnia zeń określoną porcję cząsteczek przekaźnika chemicznego, w przypadku płytki mięśniowej - acetylocholiny, który po pokonaniu przestrzeni synaptycznej wiąże się z błoną postsynaptyczną włókna mięśniowego, powodując w niej zmiany elektryczne, które z kolei inicjują złożone przemiany chemiczne wewnątrz włókna mięśniowego.
Ich końcowym efektem jest skurcz tego włókna. Siła skurczu i czas jego trwania zależą od liczby impulsów nerwowych, które dotarły do synaptycznej płytki mięśniowej i tym samym od ilości uwolnionego przekaźnika chemicznego (acetylocholiny).
Nerwami dośrodkowymi przewodzone są sygnały powstające w narządach obwodowych i tkankach.
Np. w skórze są liczne struktury zwane receptorami czuciowymi. Są to m. in. mechanoreceptory, w których wykorzystane jest zjawsko piezoelektryczne. Powstały w wyniku ucisku potencjał elektryczny, jeśli osiągnie określoną wartość, zostanie przewiedziony do odpowiednich struktur czuciowych rdzenia kręgowego, a stamtąd do układów podokorowych i kory, w której następuje jego ostateczna analiza i przetworzenie.
Mechanoreceptory reagują na ucisk, dotyk i wibracje. W skórze są też inne receptory, np. czułe na zmiany temperatur - termoreceptory, oraz receptory bólowe, będące wolnymi zakończeniami nerwowymi. Powstałe tam pobudzenia przewodzone są do odpowiednich ośrodków rejestrujących i generujących odpowiedź. W przypadku bodźca bólowego odpowiedź ma charakter złożony. Receptory bólowe nie adaptują się, tzn. stale pobudzane nadal sygnalizują ból. Jest to ważny mechanizm obronny organizmu.
W mięśniach i ścięgnach znajdują się wyspecjalizowane receptory, tzw. proprioreceptory, z których płyną nerwami informacje - poprzez rdzeń kręgowy - do możdżku i kory mózgowej dotyczące położenia stawów, długości, naprężenia mięśni, czyli tzw. czucia głębokiego.
Uderzenie w ścięgno mięśnia, w którym znajduje się odpowiedni receptor czuły na rozciąganie (tzw. wrzecionko mięśniowe) spowoduje powstanie prądu, który jest natychmiast przewiedziony przez róg tylny rdzenia do rogu przedniego. W wyniku synaptycznego pobudzenia (z udziałem przekaźnika chemicznego) neuronu ruchowego powstanie w nim prąd, który natychmiast zostanie przewiedziony do mięśnia, który z kolei wykona skurcz. Jest to klasyczny monosynaptyczny odruch (np. odruch kolanowy).
Odruch stanowi podstawowy mechanizm działania układu nerwowego. Oprócz prostych monosynaptycznych odruchów, są też odruchy znacznie bardziej złożone, w których uczestniczą liczne neurony. Sa to odruchy polisynaptyczne z udziałem neuronów somatycznych (ruchowych i czuciowych) oraz wegetatywnych. Czas trwania tych odruchów jest długi. Należą do nich np. odruchy obronne, takie jak odruch rogówkowy, kaszel, kichanie, albo odruchy lokomocyjne, służące do poruszania się.
W skład obwodowego układu nerwowego wchodzi 12 (XII) par nerwów czaszkowych, których jądra znajdują się w pniu mózgowia, oraz 31 par nerwów rdzeniowych.
Do nerwów czaszkowych należą: nerw I - węchowy (opuszka węchowa), nerw II - wzrokowy, nerw III - okoruchowy, nerw IV - bloczkowy, nerw V - trójdzielny, nerw VI - odwodzący, nerw VII - twarzowy, nerw VIII - przedsionkowo-ślimakowy, nerw IX - językowo-gardłowy, nerw X - błędny, XI - dodatkowy, XII - podjęzykowy.
Każdy z nich wypełnia inną rolę. Nerw węchowy przewodzi wrażenia węchowe, wzrokowy zbiera informacje powstałe w siatkówce i przewodzi je do kory wzrokowej - potylicznej. Nerw trójdzielny jest głównie nerwem czuciowym, także unerwiającym gruczoły łzowe i niektóre ślinianki, więc mającym charakter wegetatywny. Ma także włókna ruchowe trzewne. Nerw okoruchowy, bloczkowy i odwodzący są typowymi nerwami ruchowymi sterującymi mięśniami gałki ocznej. Posiadają jednak także włókna somatyczne. Nerw twarzowy jest przede wszystkim nerwem ruchowym. Nerw językowo-gardłowy jest nerwem mieszanym, posiada włókna wydzielnicze (do ślinianek), czuciowe, smakowe oraz ruchowe (trzewne). Nerw błędny jest głównym nerwem układu wegetatywnego przywspółczulnego. Nerw dodatkowy jest nerwem ruchowym. Nerw podjęzykowy ma charakter mieszany - ruchowy i wydzielniczy, związany ze ślinianką podżuchwową.
Nerwy obwodowe rdzeniowe tworzą cztery sploty: 1. Splot szyjny (ważnym nerwem tego splotu jest nerw przeponowy - obsługujący przeponę), 2. Splot ramienny zaopatrujący mięśnie obręczy barkowej i kończyn górnych, 3. Splot lędźwiowy, w skład którego wchodzą nerwy obręczy biodrowej i kończyn dolnych, 4. Splot krzyżowy - utworzony przez nerwy miednicy i kończyny dolnej. W skład tego splotu wchodzi największy (najgrubszy i najdłuższy) nerw ludzkiego ciała - nerw kulszowy.
Pomiędzy splotem ramiennym i lędźwiowym są nie tworzące splotów nerwy międzyżebrowe.