Odruch. Łuk odruchowy. Odruchy bezwarunkowe i warunkowe.
Funkcja i klasyfikacja receptorów.
Czynność odruchowa jest to najbardziej istotna i podstawowa funkcja układu nerwowego. Umożliwia ona bowiem odbieranie bodźców ze środowiska zewnętrznego i wewnętrznego przez odpowiednie receptory, reagowanie na bodźce, oraz ich zapamiętywanie.
Impulsy nerwowe powstałe w skutek działania bodźców na receptory są przewodzone włóknami czuciowymi do odpowiednich ośrodków w OUN. Ośrodki nerwowe rozszyfrowują zakodowane w postaci impulsów informacje i po ich „zrozumieniu” wysyłają impulsy nerwowe do narządów wykonawczych czyli efektorów, którymi mogą być mięśnie szkieletowe gładkie, lub mięsień sercowy oraz gruczoły zewnątrz- i wewnątrzwydzielnicze. Impulsacja odśrodkowa, biegnąca włóknami odśrodkowymi pobudza lub hamuje aktywność efektorów.
Odruch jest to reakcja efektora na bodziec, działający na receptor, zachodząca za pośrednictwem układu nerwowego
Odruch jest to automatyczna reakcja organizmu na bodziec nerwowy idący od receptora.
Droga jaką odbywa impuls nerwowy od receptora do efektora (do wywołania przez niego odpowiedniej reakcji) nosi nazwę łuku odruchowego.
Łuk odruchowy składa się z pięciu części:
Receptor - narząd odbierający bodziec.
Włókno dośrodkowe czyli aferentne.
Ośrodek nerwowy (rozszyfrowujący docierające informacje).
Włókno odśrodkowe ( eferentne).
Efektor - narząd wykonawczy.
Ośrodek nerwowy - stanowi skupienie komórek nerwowych (bez włókien nerwowych), ograniczone do pewnego obszaru w OUN, pełniących jednakową funkcję. Podobne skupienia komórek poza OUN (poza obszarem mózgu i rdzenia) noszą nazwę zwojów. W ośrodkach i zwojach występują synapsy, które przenoszą impulsy nerwowe z jednych neuronów na drugie.
Zależnie od liczby neuronów w łuku odruchowym dzielimy odruchy na:
Monosynaptyczne czyli dwuneuronowe (proste)
Polisynaptyczne czyli wieloneuronowe (złożone)
Łuk odruch monosynaptycznego składa się z dwóch neuronów, czuciowego i ruchowego i posiada jedna synapsę pomiędzy tymi neuronami. Synapsa znajduje się w istocie szarej rdzenia kręgowego. Jest to najprostszy łuk odruchowy. Przykładem takiego odruchu jest odruch na rozciąganie, czyli odruch własnych mięśni, jak np. odruch kolanowy.
Jeśli natomiast między neuronem czuciowym , a neuronem ruchowym mieści się występujący w istocie szarej rdzenia kręgowego neuron pośredniczący tzw. neuron wstawkowy, to łuk odruchowy zawiera co najmniej dwie synapsy, a odruch nosi nazwę polisynaptycznego (receptor i efektor znajdują się w różnych narządach np. w skórze i mięśniach szkieletowych). Przykładem odruchu polisynaptycznego może być rdzeniowy odruch zginania.
Niektóre połączenia pomiędzy neuronami czuciowymi, a ruchowymi wykształciły się w rozwoju filogenetycznym (rodowym), na drodze ewolucji.
Są to połączenia wrodzone, uwarunkowane genetycznie, a odruchy istniejące dzięki nim nazywa się odruchami bezwarunkowymi, albo wrodzonymi.
W tego typu odruchach odpowiedź efektora na bodziec odebrany przez określony receptor jest zawsze taka sama. Ich uruchomienie i wykonanie zachodzi bez udziału świadomości, co jest niezwykle istotne ze względu na wyraźne skrócenie czasu reakcji, gdyż nie traci się go na analizowanie sytuacji i podejmowanie decyzji o wykonaniu odruchu. Należą do nich odruchy obronne, związane z utrzymaniem postawy ciała i lokomocji, odruchy ssania, czy wydzielnicze np. związane z wydzielaniem śliny i soków trawiennych po drażnieniu pokarmem błony śluzowej jamy ustnej, czy też odruchy wegetatywne (np. bodziec bólowy przyspiesza akcję serca lub powoduje wzrost ciśnienia krwi).
Odruchy wrodzone związane działaniem ośrodków nerwowych zlokalizowanych w rdzeniu kręgowym lub ośrodkach podkorowych mózgowia. Należą do tzw. niższych czynności nerwowych.
W trakcie rozwoju ontogenetycznego, osobniczego (już po urodzeniu) pojawiają się nowe połączenia między neuronami czuciowymi, a ruchowymi, które są podstawą tzw. odruchów warunkowych czyli nabytych.
Odruchy warunkowe dzielimy na:
Klasyczne w których bodziec obojętny (warunkowy, nieadekwatny) jest kojarzony z bodźcem bezwarunkowym (adekwatnym). Poprzez wielokrotne kojarzenie obu bodźców, bodziec obojętny będzie w efekcie wywoływał taką sama reakcję jak bodziec bezwarunkowy.
Instrumentalne - powstałe przy aktywnym udziale samego zainteresowanego, mające na celu wywołanie określonych zmian w zachowaniu (związane z karaniem lub nagradzaniem, co zwiększa lub zmniejsza prawdopodobieństwo jego powtórzenia)
Odruchy warunkowe są ważną formą uczenia się, związane są z ośrodkami nerwowymi zlokalizowanymi w mózgu. Umożliwiają współdziałanie organizmu ze środowiskiem i przystosowanie się do zmieniających się jego warunków. Należą do wyższych czynności nerwowych.
Odruchy można sklasyfikować również ze względu na rodzaj efektora na:
Somatyczne czyli animalne w których efektorami są mięśnie szkieletowe.
Autonomiczne czyli wegetatywne w których efektorami są narządy wewnętrzne: gruczoły, mięśnie gładkie naczyń i narządów wewnętrznych oraz mięsień sercowy.
Funkcja i podział receptorów
Funkcją receptorów jest dostarczenie do OUN informacji o środowisku zewnętrznym i wewnętrznym organizmu. Receptory odbierają i przetwarzają niezrozumiały język, jakim jest stan i zmiany środowiska zewnętrznego i wewnętrznego organizmu, na zrozumiały dla niego język impulsów nerwowych. Receptory są to wyspecjalizowane komórki czuciowe czyli zmysłowe lub nagie zakończenia aferentnych włókien nerwowych, które odbierają bodźce.
W receptorach dokonuje się zamiana odpowiedniego rodzaju energii różnych bodźców na potencjał bioelektryczny, zwany receptorowym, a ten wyzwala w neuronie czuciowym impulsy nerwowe. Wielkość potencjału receptorowego w pewnych granicach jest proporcjonalna do siły bodźca. (Po osiągnięciu wielkości zwanej potencjałem progowym, potencjał receptorowy wyzwala impuls nerwowy, w większości receptorów przetwarzanie potencjału receptorowego na potencjał czynnościowy włókna nerwowego zachodzi w pierwszym przewężeniu Ranviera włókien nerwowych komórek czuciowych).
Impulsy nerwowe biegną do OUN, gdzie w ośrodkach nerwowych przekształcają się w czucie czyli pewien stan psychiczny.
Receptory dzieli się wg różnych kryteriów, przede wszystkim ze względu na pochodzenie informacji oraz rodzaj energii, na którą receptor jest szczególnie wrażliwy.
Podział receptorów wg źródeł pochodzenia informacji:
Eksteroreceptory (odbierają informację ze środowiska zewnętrznego) - są to receptory położone w skórze, odbierające bodźce czucia powierzchownego dotyku, ucisku, bólu i temperatury.
Interoreceptory (odbierają informacje z wnętrza organizmu).
wisceroreceptory - zlokalizowane w narządach wewnętrznych i jamach ciała, odbierają informacje np. o stopniu wypełnienia przewodu pokarmowego.
angioreceptory - zlokalizowane w naczyniach np. baroreceptory naczyń krwionośnych reagujące na zmiany ciśnienia krwi itp.
Proprioreceptory (dostarczają informacji o położeniu ciała , jego ruchu w
przestrzeni, odbierają czucie głębokie, a wiec wibracji głębokiego bólu i
ucisku oraz stopień obkurczania mięśni, czy też określenia ciężaru
elastyczności i twardości przedmiotów) - zlokalizowane są w mięśniach,
ścięgnach, okostnej, torebkach stawowych i tkance łącznej mięśni - tzw.
proprioreceptory ogólne, oraz w aparacie równowagi w uchu wewnętrznym
jako tzw. proprioreceptory specjalne.
Do proprioreceptorów ogólnych zaliczamy:
ciałka blaszkowate Vater-Pacciniego - obecne w powięziach pokrywajacych mięśnie, ścięgnach, więzadłach i okostnej - odbierają tzw. czucie głębokie.
zakończenia pierścienno - spiralne i bukietowate - obecne w mięśniach (wrzecionkach nerwowo-mięśniowych) - regulują stopień napięcia mięśniowego
ciałka Golgiego w ścięgnach - wrażliwe na silne rozciągnięcia lub skurcz mięśni.
Czucie związane z ruchami ciała lub jego części będące funkcją proprioreceptorów nosi nazwę czucia kinestetycznego.
Proprioreceptory w odróżnieniu od eksteroreceptorów wolno się adoptują, co warunkuje stałe wysyłanie do OUN impulsów nerwowych informujacych o stanie mięśni szkieletowych i pozwala na regulację czynności motorycznych.
Telereceptory - odbierają bodźce z pewnej odległości, a więc światło, czyli
fale elektromagnetyczne (wzrok), dźwięki czyli fale akustyczne (słuch), czy
substancje wonne (węch).
Telereceptory w odróżnieniu od pozostałych receptorów są zgrupowane w
specjalne narzady zwane narzadami zmysłów ( oko, ucho).
Receptory węchu i smaku mają charakter chemoreceptorów.
Podział receptorów oparty o rodzaj odbieranej energii.
Mechanoreceptory - odbierają bodźce mechaniczne związane z
odkształcaniem tkanek. Zlokalizowane w skórze, mięśniach, stawach,
w narządach słuchu i równowagi.
Termoreceptory - rejestrują zmiany temperatury w środowisku -
zlokalizowane w skórze, w podwzgórzu i innych miejscach.
Chemoreceptory - odbierają substancje rozpuszczone w ślinie i śluzie rejestrują
zmiany pH i zmiany stężenia osmotycznego płynów ustrojowych -
zlokalizowane w narządach węchu i smaku, naczyniach krwionośnych,
płucach itp.
Fotoreceptory - odbierają energię świetlną w siatkówce - zlokalizowane w
narządzie wzroku.
Nocireceptory (receptory uszkodzeniowe, bólowe) - odbiór bodźców
uszkadzających tkanki - zlokalizowane w skórze i innych narządach
wewnętrznych.
Podział receptorów oparty na podstawie wrażeń psychicznych:
1. Specjalne: wzrok, słuch, węch, smak i równowaga.
2. Powierzchowne (skórne): dotyk, ucisk, ciepło, zimno.
3. Głębokie: wibracja, położenie, głęboki ucisk, głęboki ból.
4. Trzewne: głód, pragnienie, nudności, ból trzewny.