15.03.
Fizjologia - nauka o funkcjonowaniu (czynnościach) żywego organizmu (stanowi zbiór praw fizjologicznych) jakim podlega cały organizm jak i jego układy, narządy, tkanki, komórki.
Prawa rządzące żywymi organizmami są wykrywane doświadczalnie, określają one warunki w jakich żyją organizmy, jak i mechanizmy fizjologiczne zapewniające prawidłową czynność całego organizmu i jego poszczególnych komórek.
Warunki:
biologiczne - fizyczne, chemiczne
społeczne - odnoszą się do człowieka
mechanizmy - występują na wielu poziomach organizacji (komórka, tkanka, narządy, układy)
Budowa i czynności komórki.
Najprostsze organizmy żywe składają się z jednej komórki, która spełnia wszystkie ich czynności.
Człowiek należy do istot wielokomórkowych, jego układy zbudowane są z bardzo dużej liczby komórek (ok. 30 bilionów).
Budowa i funkcja komórek jest podobna. Komórki maja różne kształty.
Komórka składa się z błony komórkowej, z drobnej masy protoplazmy zwanej cytoplazmą, jądra i licznych organelli.
Przez błonę komórkową odbywa się transport związków energetycznych: białka, węglowodany, tłuszcze, elektrolity (Na, Cl, K, Ca)
Przenikanie związków przez błonę:
Rozróżniamy transport naturalny (związki rozpuszczalne w tłuszczach, drobne związki) i transport aktywny (przez aktywne wiążące się białka)
Transport cząsteczek związany jest z wydatkowaniem energii, którą dostarcza ATP
W błonie komórkowej istotną rolę odgrywają białka receptorowe, służące do odbioru i przenoszenia informacji - regulacja w procesie transportującym jony Na, Cl, K
Transport naturalny i wspomagany przez błonę komórkową (rysunek)
Zjawisko dyfuzji polega na przemieszczeniu się cząsteczek z obszaru o wyższej koncentracji do obszaru o niższej koncentracji.
Proces ten prowadzi do wyrównania koncentracji (w roztworach - stężeń) cząsteczek.
Ilość cząsteczek (n) przechodzących przez daną powierzchni (S) w jednostce czasu (t) nazywamy strumieniem dyfuzyjnym.
Zgodnie z prawem Ficka wielkość strumienia dyfuzyjnego jest wprost proporcjonalna do gradientu stężenia dyfundującej substancji.
Prawo dyfuzji Ficka - określa szybkość dyfuzji przez błonę jako funkcję gradientu stężeń:
Przepływ = -[(D*A0/x] (Cw-Cz)
D - współczynnik dyfuzji (cm2/s)
A - powierzchnia, przez którą zachodzi dyfuzja (cm2)
X - droga, na której zachodzi dyfuzja (cm)
Cw i Cz - stężenie substancji dyfundującej po stronie wewnętrznej i zewnętrznej błony
Regulacja receptorów w błonie komórkowej w zależności od stężenia przekaźnika chemicznego (rysunek)
Przenikanie jonów po związaniu się cząsteczek transmitera z białkiem receptorowym (rysunek)
Rodzaje transportu przez błonę komórkową:
dyfuzja prosta - zgodnie z gradientem stężeń (tlen, dwutlenek węgla woda, mocznik)
Dyfuzja wspomagana - zgodnie z gradientem stężeń, ale przenośniki, kanały białkowe (glicerol, glukoza, aminokwasy)
Transport aktywny - wbrew gradientowi stężeń odbywa się przy udziale energii z ATP (pompa sodowo-potasowa) - jony potasu i sodu
W transporcie aktywnym przez białka transportowe wyróżniamy:
uniport - przenoszenie jednej (określonej) cząsteczki do komórki
symport - przenoszenie jednocześnie różnych cząsteczek do komórki
antyport - przenoszenie jednocześnie w dwóch różnych kierunkach
Przekaz informacji (bodźca) przez błonę komórkową może być wzmocniony pod wpływem wewnątrzkomórkowego przekaźnika (np. AMP, jonów wapnia). Taki przekaźnik, który nazywany jest drugim przekaźnikiem aktywuje lub inaktywuje transmiter.
Przykład aktywacji inaktywacji tkanek i narządów przez hormony (tabelka)
W cytoplazmie znajdują się organelle takie jak:
rybosomy - w których występuje kwas rybonukleinowy (RNA) - następuje synteza białek - zapoczątkowanie kodu DNA przez mRNA (matrycowy), tRNA (transportujący)
mitochondria - związane z dostarczeniem energii komórce
jądro komórkowe - decydujące o podziale - rozmnażaniu.
Jąderko komórki - odpowiedzialny za syntezę RNA
Lizosomy - rozkładają i trawią substancje
Aparat Golgiego - magazynuje i usuwa substancje przemiany materii
Cechą istot żywych jest metabolizm (przemiana materii i energii) oraz zdolności rozmnażania.
W procesach tych potrzebna jest energia, głównym źródłem energii jest ATP, gdzie przy wyzwoleniu energii zmienia się w HDP. Ponowna synteza ATP zachodzi w warunkach beztlenowych i tlenowych, proces ten zachodzi w cytoplazmie i mitochondriach.
+ rysunki (a,b)
Podział komórki:
bezpośredni (amiotyczny) - podział na komórki zróżnicowane
pośredni (miotyczny) - mitoza - podział na komórki o jednakowej strukturze (organizmy wyższe; rośliny, zwierzęta, człowiek) - polega na przenoszeniu cech dziedzicznych
W jądrze komórkowym znajdują się chromosomy zawierające kody genetyczne. U człowieka występują 22 pary chromosomów somatycznych i jedna para chromosomów płciowych (X i Y) - razem 46 chromosomów.
Przy podziale komórki macierzystej na dwie potomne, chromosomy ulegają duplikacji na 2 podwójne nici chromatyczne zbudowane z kwasu deoksyrybonukleinowego DNA.
Formy podziału komórki:
morula - skupienie w kształcie grudki
blastula - kształt kuli z wykształcającymi się komórkami
gastrula - warstwy komórek w kształcie 3 listków zarodkowych.
zewnętrzny - ektoderma - powstaje układ nerwowy
wewnętrzny - endoderma - powstaje cewa jelitowa
środkowy - mezoderma - powstają kości i mięśnie
Skupienia komórek o podobnej budowie i czynnościach nazywamy tkankami.
Rozróżniamy tkanki:
tkanka nabłonkowa - pokrywa skórę, narządy wewnętrzne, ściany jam ciała
tkanka łączna - np. włóknista, gąbczasta, kostna, tłuszczowa, krew
tkanka mięśniowa - tkanka mięśni gładkich i poprzecznie prążkowanych
tkanka nerwowa - z niej zbudowane jest mózgowie, rdzeń nerwowy, nerwy
Tkanki tworzą narządy a narządy tworzą układy narządów (np. układ trawienny)
Istota procesów fizjologicznych - żywe organizmy (jednokomórkowe, wielokomórkowe) - charakteryzuje metabolizm, który obejmuje dwa przeciwstawne procesy:
anabolizm - przyswajanie (wzrost), polega na gromadzeniu energii
równowaga dynamiczna - np. po osiągnięciu dojrzałości
katabolizm - rozpad związany ze zmniejszaniem się energii (np. starzenie się)
homeostaza - równowaga wewnątrzorganiczna, zapewniona przez regulację funkcjonalna organizmu. Regulację tę zapewnia wzajemna komunikacja międzykomórkowa.
Rodzaje komunikacji:
bezpośrednia - bezpośrednie połączenia komórek (plamki połączeń - połączenia szczelinowe) - przechodzą proste związku np. jony, cukry proste, aminokwasy
komunikacja humoralna - poprzez związki chemiczne w płynach zewnątrzkomórkowych, krwi
komunikacja nerwowa - za pośrednictwem komórek nerwowych (synapsy chemiczne, elektryczne)
Procesy fizjologiczne w układach organizmu człowieka.
Woda - jako podstawowy składnik płynu w przestrzeni zewnątrzkomórkowej, wewnątrzkomórkowej, występuje;
w przestrzeni zewnątrzkomórkowej (osocze krwi, płyn tkankowy, chłonka)
w przestrzeni transkomórkowej - płyn mózgowo-rdzeniowy, płyn w komorach oka, maź stawowa, płyn jamy opłucnej, płyn osierdziowy, soki trawienne
w przestrzeni wewnątrzkomórkowej (składnik cytoplazmy)
Ilość wody w organizmie - młodego mężczyzny ok. 63%, młodej kobiety ok. 55%
W organizmie człowieka woda jest:
powszechnym rozpuszczalnikiem związków ustrojowych
niezbędnym uzupełnieniem pokarmu (rozpuszczalnik pokarmu)
związkiem uczestniczącym w przebiegu większości reakcji metabolicznych (nośnik elektrolitów)
stanowi składnik płynów ustrojowych
stanowi środek transportu wewnątrzustrojowego np. produktów przemiany materii, substancji odżywczych, hormonów, witamin, enzymów
uczestniczy w regulacji temperatury, ciśnienia osmotycznego, pH,
uczestniczy w reakcji hydrolizy
utrzymuje odpowiednie wymiary i kształty komórek, warunkuje jędrność komórek
stanowi płynne środowisko niezbędne do usuwania końcowych produktów przemiany materii
Ubytek wody powyżej 1 litra w organizmie człowieka powoduje znaczne komplikacje w jego funkcjonowaniu.
ĆWICZENIA:
Płyny komórkowe charakteryzuje gradient stężeń, gradient elektryczny i gradient ciśnień - powoduje to przenikanie przez błonę komórkową.
W płynie zewnątrzkomórkowym występuje stosunkowo duże stężenie jonów sodowych Na+ i jonów Cl- oraz małe stężenie jonów K+
W płynie wewnątrzkomórkowym stężenie jonów chlorkowych Cl- i jonów sodowych Na+ jest niewielkie jony potasowe K+ występują w dużym stężeniu
Zależności w wartościach tych jonów występują w wyniku gradientów chemicznych (stężenie jonów) i gradientów elektrycznych (przyciąganie i odpychanie ładunków)
Jens Christian Skou (ur. 8 paxdziernika 1928) ducki chemik. Lureat Nagordy Nobla w dziedzinie chemii w 1997r. za odkrycie enzymu pompy sodowo - potasowej (Na+, K+, ATP-azy)
Wartość stężenia jonów w komórce zapewnia pompa jonowa (sodowo-potasowa), gdzie w wyniku ujemnego wnętrza komórki (aniony wielocząsteczkowych białek) i kationów Na+ polaryzują błonę komórkową, nadając jej ładunki + na zewnątrz i ładunki - wewnątrz komórki.
W wyniku zadziałania impulsu nerwowego np. bodziec mechaniczny, chemiczny, świetlny, dźwiękowy) następuje wzmożone naprzemienne przenikanie jonów Na+ do wnętrza komórki i jonów K+ na zewnątrz komórki - depolaryzacja, co powoduje reakcje (np. ruch mięśni).
Zasada działania pompy sodowo - potasowej:
Jony sodowe zgodnie z gradientem wnikają do wnętrza komórki przez kanały sodowe. Jednak wbudowana w błonę komórkową ATP-aza sodowo potasowa wiąże jony sodu i wypompowuje je na zewnątrz. Jednak po zewnętrznej stronie błony komórkowej enzym przyłącza jony potasu i wpompowuje je do wnętrza komórki. Do rozkładu ATP konieczna jest również obecność jonów MG2+ w płynie komórkowym.
Właściwa praca pompy sodowo potasowej ma kluczowe znaczenie dla zachowania polaryzacji błony komórkowej, a tym samym pobudliwości komórki. Na ten cel pozostająca w stanie spoczynku komórka pobudliwa przeznacza około 1/3 swego metabolizmu.
Do prawidłowego działania tych mechanizmów konieczne jest:
odpowiednie zaopatrzenie komórki w tlen i substancje odżywcze (np. glukozę)
resynteza ATP z ADP zachodząca w procesie oddychania wewnątrzkomórkowego
usuwanie produktów przemiany materii - głównie CO2
utrzymywanie odpowiednich stosunków stężeń jonów Na do K w płynie pozakomórkowym
utrzymywanie temperatury w komórce na poziomie 37oC, która zapewnia właściwe funkcjonowanie wewnątrzkomórkowych układów enzymatycznych.
Bodźce np. w postaci krążących w przestrzeni zewnątrzkomórkowej substancji chemicznych mają zdolności wiązania się ze specyficznymi dla siebie receptorami. To połączenie może skutkować
optymalną aktywnością receptorów
otwarciem kanałów jonowych, co umożliwia przepływ odpowiednich jonów przez błonę komórkową
aktywacją enzymów znajdujących się w błonie komórkowej
Odpowiedź na bodziec w postaci wyżej wymienionych zmian właściwości błony komórkowej zachodzi bardzo szybko - w ułamku sekundy. Natomiast następujące po niej zmiany w metabolizmie komórki zachodzą znacznie wolniej.
Rodzaj komórki wartość potencjału błonowego
Neuron - 60mV do -80 mV
Komórka mięśnia poprzecznie prążkowanego - 80mV do -90mV
Działanie bodźca (np. hormonu) powoduje zmianę właściwości błony komórkowej - proces ten zachodzi bardzo szybko - w ułamku sekundy. Natomiast następujące po niej zmiany w metabolizmie komórki zachodzą znacznie szybciej.
Elektrofizjologiczny mechanizm stanu czynnościowego w komórce
Komórka nerwowa (neuron) - jako droga przewodzenia impulsów (budowa)
Impulsy nerwowe do sąsiednich komórek nerwowych lub mięśniowych przenoszone są za pośrednictwem synaps. W synapsie wyróżniamy:
błonę presynaptyczną
przestrzeń synaptyczną
błonę postsynaptyczną
Rozróżniamy synapsy:
aksosomatyczne (akson łączy się z neuronem)
akso-aksonalne (akson łączy się z aksonem)
aksodendrytyczne (akson łączy się z dendrytem)
nerwowo mięśniowa (akson łączy się z komórką mięśniową)
Połączenie synaptyczne:
mitochondrium
pęcherzyki presynaptyczne z neurotransmiterem
autoreceptor - reguluje uwalnianie transmitera
szczelina synaptyczna
neuroreceptor
kanał wapniowy
pęcherzyk uwalniający neurotransmitery
receptor zwrotnego wychwytu mediatora
Połączenie komórki nerwowej z mięśniową
akson
połączenie synaptyczne
mięsień szkieletowy
mikrofibryla
Typy synaps
elektryczne (synapsy w kontakcie) - możliwa jest wędrówka jonów z jednej komórki do drugiej - przekazywanie dwukierunkowe - impuls jest bardzo szybko przekazywany. Występują w siatkówce oka, części korowej mózgu oraz niektórych częściach serca.
Chemiczne - większa odległość synaps - występuje przestrzeń synaptyczna, impuls do błony postsynaptyczne przekazywany jest za pomocą transmitera (mediatora)
Obecnie znanych jest ok. 60 związków pełniących rolę transmiterów - mediatorów.
Podstawowymi mediatorami pobudzającymi są np.: acetylocholina, noradrenalina, adrenalina, dopamina, serotonina, histamina.
Głównym neuroprzekaźnikiem hamującym jest kwas gamma aminomasłowy (GABA). Pozostałe mediatory hamujące to: glicyna i peptydy opoidowe.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Ćwiczenia!!!!!!
Porównanie synapsy elektrycznej i chemicznej.
Elektryczna - pobudzenie. 1 jest przekazywane między komórkami za pomocą transportu jonów. 2. przez bezpośrednie kanały.
Chemiczna - pobudzenie. 1. skutkuje wydzielaniem 2 substancji przekaźnikowej 3 przejście przez przestrzeń synaptyczną 4. błona postsynaptyczna zdepolaryzowana (transport jonów)
Za pomocą synapsy przekazywane są:
1. transmitery chemiczne pobudzające
2. transmitery chemiczne hamujące
TABELA
Modulatory synaptyczne (biologicznie aktywne peptydy) oddziałują na błonę presynaptyczną i postsynaptyczną aktywując lub inaktywując enzymy występujące w tych błonach - zmieniając aktywności tych błon wzmacniają lub tłumią działalność transmiterów. Ten sam modulator może działać tłumiąco w zależności od miejsca, w którym jest uwalniany.
_________________________________________________________________________________________
Centralny Układ Nerwowy: mózg, pień, móżdżek i rdzeń kręgowy
Obwodowy Układ Nerwowy (OUN): nerwy kręgowe i czaszkowe, dochodzące do mięśni i receptorów czuciowych i kończące się w rdzeniu.
Autonomiczny układ nerwowy: część CUN i OUN.
Zadanie: koordynacja funkcji automatycznych: skurczy serca, oddychania, trawienia, wydalania, pocenia się, pobudzenia seksualnego. Otrzymuje sygnały z chemoreceptorów, baroreceptorów, przez nerwy czaszkowe i rdzeniowe, przechodzące przez zwoje rdzeniowe.
Układy współczulny i przywspółczulny działają antagonistycznie.
Czucie i ruch
Czynności CUN wiążą się z 3 procesami
odbieranie bodźców (ze środowiska zewnętrznego i wewnętrznego)
adekwatne reagowanie na bodźce
zapamiętywanie (przechowywanie śladów)
Droga impulsu nerwowego:
bodziec- receptor - aferentne włókna nerwowe przewodzą impuls do niższych pięter CUN - wyższe piętra CUN do kory mózgu.
Powrotnie: kora mózgu - wyższe piętra CUN - Niższe piętra CUN - eferentne włókna nerwowe - efektor
Odbiór bodźca - to zmiana potencjału czynnościowego najwyższego ośrodka w CUN
Przykład rejestracji bodźca w korze mózgowej.
Bodziec (czuciowy, wzrokowy, słuchowy) wywołuje reakcję w korze mózgowej (określone pole), wywołując zmianę potencjału elektrycznego - EEG elekroencefalogram - fale: alfa, beta, theta, delta - o określonej częstotliwości i amplitudzie (indywidualny dla każdego człowieka).
EEG elektroencefalogram - uzyskuje się poprzez podłączenie lub umieszczenie w określonych miejscach mózgu elektrod odczytujących. Uzyskuje się odczyt potencjału np. wzrokowy potencjał wywołany (VEP).
!! Odruch (reflex) - odpowiedź efektora wywołana przez bodziec działający na receptor i wyzwolona za pośrednictwem układu nerwowego.
Rodzaje odruchów:
odruch wrodzony (bezwarunkowy), starszy - wyzwala odpowiedź określonego receptora na określony efektor - (wywołuje zawsze tą samą odpowiedź - duża stałość), towarzyszy reakcji prostej
odruch warunkowy (nabyty) - młodszy, wykształcony w życiu ontogenetycznym - bodźce wywołują różne reakcje - charakteryzuje ich duża zmienność, towarzyszy reakcji złożonej.
!! Łuk odruchowy - droga impulsu nerwowego od receptora do efektora (receptor - aferentne włókno nerwowe - eferentne włókno nerwowe - efektor)
Impulsy nerwowe do i od rdzenia kręgowego biegną w nerwach rdzeniowych. Nerw rdzeniowy rozdziela się na korzeń grzbietowy, posiadający zwój rdzeniowy (wchodzą włókna aferentne) i korzeń brzuszny (wychodzą włókna eferentne).
Odruchy dzielą się na:
monosynaptyczny - to odruch, w którym występuje jedna synapsa pomiędzy neuronem czuciowym a ruchowym - jedyny w organizmie człowieka (odruch na rozciąganie)
polisynaptyczny - to odruch, w którym występuje więcej niż jedna synapsa (typowy odruch na zginanie)
Każdy odruch rozpoczyna się od bodźca, bodźce odbierane są przez receptory (zakończenia nerwowe). Receptory dzielimy na eksteroreceptory (odbierają bodźce z zewnątrz ciała), proprioreceptory (znajdują się w mięśniach), wisceroreceptory (znajdują się w narządach wewnętrznych).
Schemat odruchu:
CZ - komórka czuciowa
RU - komórka ruchowa stymulująca komórki mięśniowe
Schemat odruchu:
CZ - komórka czuciowa
RU - komórka ruchowa
Int - interneuron
Dod - dodatkowy obwód
Obwód dodatkowy jest stymulowany przez komórkę ruchową i w zależności, czy jest ona pobudzająca czy hamująca, będzie wzmacniał lub hamował obwód główny.
W CUN znajdują się ośrodki ruchowe w różnej części np. w rdzeniu kręgowym. Przykład: drażnienia łapki dekapitowanej żaby - cofnięcie, drażnienie skóry bocznej części brzucha - ruch potarcia łapką.
Podrażnienie tych ośrodków w CUN powoduje odruch. Przykład: drażniąc ośrodek ruchowy dla łapki lewej osiągamy jej ruch.
W wyniku podrażnienia tych ośrodków powstaje promieniowanie na sąsiedni ośrodek, np. zniszczenie u żaby ośrodka dla prawej łapki - uaktywnia łapkę lewą, przy podrażnieniu skóry lewej części brzucha.
Pobudliwość ośrodków rdzenia kręgowego
Zjawisko torowania - to stan, gdzie słabe (optymalne) jednoczesne podrażnienie, np. w 2 nerwach unerwiających mięsień wywołuje sielniejsza reakcję
Zjawisko okluzji (przeciwstawne do zjawiska torowania) - to stan, gdzie max jednoczesne podrazneinei wywoluje rakcje slabsza niż suma reakcji wywołana oddzielnym podrażnieniem.
Liczba synaps w łuku odruchowym oraz rodzaj transmitera i mediatora decyduje o opóźnieniu synaptycznym.
Rdzeń kręgowy (medulla spinallis) ma kształt grubego sznura (nieco spłaszczonego w kierunku strzałkowym), średnica ok. 1 cm, barwa biała (zewnątrz), szara (wewnątrz), ciężar ok 30g, dł ok. 45 cm.
Umieszczony jest w kanale kręgowym. Rozpoczyna się on od rdzenia przedłużonego (I kręg szyjny), następnie przebiega aż do II kręgu lędźwiowego, kończąc się nicią końcową - nie wypełnia całego kanału kręgowego. Dzięki się na część szyjną, piersiową i lędźwiową. U człowieka wychodzi z rdzenia 31 par nerwów rdzeniowych.
Budowa wewnętrzna rdzenia - skupisko komórek nerwowych - kształt litery H - istota szara, oraz otaczająca przestrzeń jasna (włókna nerwowe) - istota biała.
Przednia część litery H tworzą słupy (rogi) przednie, u podstaw których istnieje jądro ruchowe, tylna - słupy (rogi) tylne u podstaw których istnieje jądro grzbietowe (przestrzeń łącząca komórki czuciowe i ruchowe).
Istota biała - to włókna nerwowe:
wstępujące (czuciowe) - domózgowe, znajdują się w tylnej części rdzenia,
zstępujące (ruchowe) - odmózgowe, znajdują się w przedniej części rdzenia.
Rdzeń kręgowy otaczają 3 opony: opona twarda, pajęczynówka i opona miękka.
Opona twarda tworzy dwie warstwy (blaszki: okostnowa i włóknista - worek) w którym znajduje się płyn tkankowy, naczynia krwionośne, warstwa tłuszczu, więzadła.
Opona miękka - naczyniówka jest bardzo silnie unaczyniona, wnika wew wszystkie zagłębienia i bruzdy rdzenia mózgu, a także wnika do komór mózgu, gdzie tworzy sploty naczyniówkowe (biorące udział w produkcji pynu mozgowo-rdzeniowego)
Pajęczynówka otacza oponę miekką, miedzy nimi znajduje się przestrzeń podpajęczynowkowa wypełniona płynem mózgowo-rdzeniowym.
Opony te i przestrzenie międzyoponowe powodują iż rdzeń jest jakby zawieszony w przestrzeni - funkcja ochronna przed wstrząsami.
Płyn mózgowo rdzeniowy - ciecz o barwie przejrzystej i ciężarze właściwym 1,006. skład:
Białko 15 -55 mg%
Glukoza 50-80
Wapń 4-6
Potas 12 -17
Chlorek sodowy 720-750
Fosfor nieorganiczny 1,25 - 2,0
Wodorowęglany (% obj) 40-60
Mózgowie - cześć CUN umieszczona w jamie czaszki, tworzą je:
mózg (fizjologicznie, to półkule i część wzrokowa)
most, móżdżek i rdzeń przedłużony - fizjologicznie nazywane jako pień mózgu),
przeciętnie ciężar mózgu to 1400 gramów.
Układ piramidowy - część układu nerwowego kontrolująca ruchy dowolne i postawę ciała. Układ piramidowy posiada dwie drogi unerwiające ruchowo mięśnie. Pierwsza z nich to droga korowo-jądrowa, która unerwia mięsnie twarzoczaszki, szyi a także część mięśnia czworobocznego grzbietu. Druga to droga korowo-rdzeniowa, która unerwia resztę mięśni organizmu.
Rdzeń przedłużony - przewodzi wszystkie impulsy z mózgowia do rdzenia i odwrotnie (piramidy - włókna nerwowe) - wyższe piętro w stosunku do ośrodków rdzenia. Znajdują się w nim: jądra nerwów czaszkowych, ośrodki oddechowe, regulacji pracy serca, naczynioruchowe, przemiany materii (poziom cukru, wodnomineralny)
Tylomózgowie (wtórne): most, móżdżek
Mózg składa się z włókien nerwowych i skupień istoty szarej, tworzących jądra mózgu. W moście przebiegają włókna nerwowe łączące korę mózgową z rdzeniem przedłużonym i kręgowym oraz z móżdżkiem.
Móżdżek składa się z dwóch półkul istoty szarej - kory móżdżku oraz z części środkowej robaka - istoty białej - liczne jądra - jądro zębate)
Uszkodzenie móżdżku powoduje:
atonię - utrata i zaburzenie napięcia mięśniowego
ataksję - zaburzenia koordynacji ruchów
astazje - drżenie mięśni
astenię - ciągłe nieskoordynowane ruchy powodujące zmęczenie
Śródmózgowie - krótka część pnia mózgowego łącząca międzymózgowie z mostem i móżdżkiem. W skład śródmózgowia wchodzą dwa konary mózgowe i blaszka pokrywy śródmózgowia. We wnętrzu znajduje się kanał - wodociąg mózgu, gdzie na jego ścianie tylnej znajdują się jądra nerwów czaszkowych (okołoruchowego i bloczkowego)
Międzymózgowie - płaszczyzna istoty białej połączonych półkul komora III) w obrębie której (w części przednio-górnej) leżą jądra podkorowe kresomózgowia, podwzgórze, w dolno przedniej części komory guz popielaty przechodzący w lejek, na którym zawieszona jest przysadka. W części tylko-dolnej komory II znajduje się spoidło tylne, na którym leży szyszynka wydzielająca melatoninę - hormon snu.
W całej przestrzeni pnia mózgowego ( w obrębie rdzenia przedłużonego, mostu, śródmózgowia, częściowo międzymózgowia, rozrzucone są neurony - układ siatkowaty - odpowiedzialny za aktywność OUN (zasila-elektrownia) - uszkodzenie powoduje u człowieka stan śpiączki.
Ośrodki rdzenia kręgowego - rozmieszczone są
Wrażenia zmysłowe
Czucie - to nie tylko reakcja efektora na bodziec, lecz odbiór informacji w ośrodkach wyższego rzędu, np. subiektywna ocena bodźca (ciepła, zimna)
Percepcja - to jednoczesny odbiór kilku rodzajów czucia - to złożone wrażenie zmysłowe oparte na analizie.
Podział czucia:
czucie teleceptywne - odbiór bodźców przez narządy zmysłów na odległość (powonienie, słuch, wzrok).
Zmysł powonienia
- nerwy węchowe (czuciowe) - składa się z około 20 nici węchowych. Odchodzą od komórek węchowych w błonie śluzowej okolicy nosowej - kończą się w opuszce węchowej, podwzgórzu, zakręcie hipokampu). Powonienie zależy od progu pobudzenia i adaptacji. Człowiek może rozróżnić od 2000-4000 zapachów.
Zmysł wzroku
W odbieraniu fal świetlnych i ich przekształcaniu na wrażenia zmysłowe bierze udział narząd odbiorczy - oko oraz drogi i ośrodki łączące oko z polem wzrokowym kory mózgu.
Gałka oczna zbudowana jest z trzech zasadniczych warstw:
I warstwa (zewnętrzna) - w części przedniej (przezroczysta) - rogówka, w dalszej w części nieprzezroczysta twardówka
II warstwa (środkowa) - w cz. Przedniej tęczówka i ciało rzęskowe
III warstwa (wewnętrzna) to siatkówka z receptorami pręcików i czopków.
W części przedniej znajduje się źrenica i soczewka.
Układ optyczny oka zbudowany jest ze struktur i płynów załamujących promienie świetlne (rogówka, ciecz wodnista komory przedniej, soczewka i ciało szkliste).
Siła załamywania układu optycznego oka człowieka w czasie patrzenia w dal, dla promieni równoległych wynosi +66,7 dioptrii
Obraz jaki powstaje w siatkówce, po przejściu promieni przez układ optyczny oka jest rzeczywisty, pomniejszony i odwrócony.
II nerw wzrokowy - tworzą włókna nerwowe biegnące od komórek siatkówki do okolic śródmózgowia, poduszki wzgórza, ciała kolankowatego, kora wzrokowa w płacie potylicznym. Choroba nerwu wzrokowego prowadzi do utraty wzroku.
Akomodacja - to zjawisko przystosowania się oka do oglądania przedmiotów dalekich i bliskich, przez regulację krzywizn soczewki (patrzenie dalekie -mm. Rzęskowy nie jest napięty, torebka soczewki - soczewka płaska. Patrzenie bliskie - mm rzęskowy napięty, torebka soczewki luźna, soczewka wypukła).
Z akomodacją wiąże się stan zmęczenia wzroku (np. patrzenie z bliska przy precyzyjnej pracy) lub ze starzeniem się organizmu 9słabszy mięsień, brak max. Napięcia mm rzęskowego, mniej sprężysta torebka soczewki) w wieku 20 lat odl czytania 10 cm, w wieku 60 lat odl czytania 84 cm.
Mięsień zwieracz źrenicy powoduje zmianę natężenia światła. Jasność - zmniejszona średnica źrenicy. Ciemność - zwiększona średnica źrenicy. Adaptacja siatkówki do silnego światła następuje do 10 minut, zaś do dużej ciemności do 1 godziny.
Wady refrakcji oczu:
krótkowzroczność - układ optyczny zbyt silnie załamuje promienie i obraz ostry tworzy się w ciele szklistym
nadwzroczność - układ optyczny zbyt słabo załamuje promienie i obraz ostry powstaje za siatkówką
niezborność oka (asygmatyzm) - część promieni pod dobrym kątem, cześć nie - część w jednym punkcie, część nieco dalej.
Receptorami wrażliwymi na fale świetlną czyli fotoreceptorami są pręciki i czopki. Pod wpływem fali świetlnej dochodzi w nich do przemian chemicznych i powstający impuls przewodzony jest przez neurony dwubiegunowe a następnie przez neurony wzrokowo-zwojowe, których aksony biegną w nerwie wzrokowym.
Impuls nerwowy w pręcikach zapoczątkowany jest w wyniku rozpadu rodopsyny. Obraz odbierany przez pręciki jest nieostry, ponieważ jeden neuron wzrokowo-zwojowy odbiera impulsy od wielu neuronów dwubiegunowych, te zaś mają synapsy z 30-50 neuronami wzrokowymi pręcikonośnymi.
Impuls nerwowy w czopkach zapoczątkowany jest w wyniku rozpadu retinalu. Czopki zapewniają odbiór światła o różnej dł fal, a obraz odbierany jest ostry. Największa ostrość widzenia jest uzyskiwana podczas padania obrazów na okolicę dołka środkowego siatkówki (a przede wszystkim centralnie położonej plamki żółtej, ponieważ tam znajduje się największe zagęszczenie czopków.
Pomiędzy neuronami siatkówki występują synapsy chemiczne jak i elektryczne. Zasadniczymi transmiterami są: glutaminiany, asparaginiany i acetylocholina. Stan hiperpolaryzacji powstaje w wyniku kwasu GABA i glicyny.
Pomiędzy naczyniówką a warstwą pręcików i czopków znajduje się warstwa barwnikowa, która pochłania promienie świetlne wpadające do gałki ocznej , zapobiega ona także ich odbiciu i rozproszeniu - dzięki temu obraz padający ma ostre kontury.
Brak barwnika (albinosi) lub jego ograniczenie - powoduje nieostrość obrazu - można to zredukować nosząc ciemne okulary.
Pole widzenia jest to obraz przestrzeni padający na siatkówkę oka i wyzwalające wrażenia wzrokowe.
Pole widzenia dla różnej długości fal jest różne (największe dla barwy białej)
W obrębie krążka nerwu wzrokowego nie występują receptory - miejsce to nosi nazwę plamki ślepej.
Pole widzenia prawego i lewego oka pokrywają się - dzięki temu występuje widzenie obuoczne, jednak dla każdego oka pole widzenia jest nieco inne - fakt ten zapewnia widzenie trójwymiarowe (stereoskopowe).
Zróżnicowane uszkodzenie drogi nerwowej nerwu wzrokowego powoduje zróżnicowane zaburzenie wzroku.
Spostrzeganie dowolnego przedmiotu wymaga aby jego obraz stale na siatkówce się przesuwał, dlatego gałki oczne u człowieka są w stałym ruchu, nawet w czasie snu.
Zmysł słuchu - odbierany jest przez ucho, w którym wyróżniamy:
ucho zewnętrzne (małżowina, przewód słuchowy zewnętrzny, błona bębenkowa - do której przylega młoteczek
ucho środkowe - jama bębenkowa, młoteczek, kowadełko, strzemiączko, trąbka słuchowa
ucho wewnętrzne - ślimak kostny, błoniasty, błędnik.
Fale akustyczne oddziałując na błonę bębenkową - przenoszą drgania na młoteczek - kowadełko i strzemiączko, które przylega do błony okienka przedsionka - dalej drgania przenoszone są na płyn wypełniający kanał kostny ślimaka przychłonkę. W przychłonce zawieszony jest ślimak błoniasty, który wypełniony jest płynem środchłonką.
Przez błonę przedsionka w błędniku błoniastym drgania przenoszone są na błonę podstawową pokrytą komórkami rzęskowatymi, które z kolei nakrywa błona nakrywająca - przenosząca drgania bodźce do nerwów słuchowych i dalej do ośrodków słuchu w korze mózgowej (płat skroniowy)
Najlepiej odbierane są fale akustyczne od 0 do 140 dB i częstotliwości od 500 do 4000 Hz
Czucie eksteroceptywnye
czucie dotyku - receptorem są ciała dotykowe (meissenra)
czucie ucisku - receptorem są ciałka blaszkowate (paciniego)
czucie temperatury:
- spadek temp, receptor - kolbka końcowa (krausego)
- wzrost temp, receptor - ciałko zmysłowe (ruffiniego)
Receptory temp są pobudzane, jeżeli bodziec temperatury jest różny od temp powierzchni skóry.
Czucie bólu powierzchniowego, receptor - nagie zakończenia nerwowe
Czucie proprioceptywne
receptory układu ruchu w mięśniach (wrzecionka nerwowo-mięsniowe), w ścięgnach (ciałka buławkowate), w powierzchniach stawowych (ciałka blaszkowate paciniego)
receptory czucia równowagi w błędniku (położenie głowy względem tułowia - komórki rzęskowe w błędniku wrażliwe na ruch śródchłonki przy przemieszczaniu głowy).
Czucie interoceptywne - czucie trzewne, odbierane przez interoreceptory znajdujące się w narządach wewnętrznych, które pobudzane są przez bodźce:
1 mechaniczne , czyli wywołane rozciągnięciem tkanek w których znajdują się pressoreceptory, baroreceptroey, w ścianach tętnic, mechanoreceptory w tkance płucnej
2. chemiczne - prężność 02, CO2 we krwi.
Czucie bólu trzewnego powstaje przy nasilaniu się impulsów.
W wyniku odcinkowego unerwienia przez CUN narządów wewn., okolic skóry i mięśni szkieletowych następuje nadwrażliwość oklicy - przeczulica (promieniowanie) na daną okolicę. Powstają przykurcze i bóle określonych okolic ciała.
TABELA, strona 140!
Ośrodki kontrolujące ruchy dowolne o postawę ciała znajdują się w:
korze mózgu
jądrach podkorowych
móżdżku
w koordynacji czynności tych ośrodków z czynnością rdzenia kręgowego pośredniczy również twór siatkowaty, który pobudza lub hamuje impulsy nerwowe.
Twór siatkowaty jest siecią połączeń nerwowych różnych poziomów OUN pełni funkcję regulatora impulsów nerwowych (rodzaj zasilania) - elektrowni w sterowaniu impulsów, zwiększa i zmniejsza siłę bodźców.
1. Reprezentacje ruchowe w korze mózgu znajdują się w zakręcie przedśrodkowym.
Aksony tych komórek biegną przez torebkę wewn., śródmózgowie i most do rdzenia, tworząc szlak mózgowo-rdzeniowy zwany piramidowym (w obrębie pnia mózgowego drogi te krzyżują się - lewa komora unerwia prawą część ciała i odwrotnie.
2. Neurony kory mózgu wysyłają również impulsy do mm szkieletowych drogą pośrednią (pozapiramidową) w czym biorą udział jądra podkorowe (system korekcji i koordynacji ruchu) - jądra ogoniaste, soczewkowate, wzgórzowe, czerwienne.
21.04.2010. (c.d. z ćwiczeń)
układ siatkowaty - główny regulator w szybkości i koordynacji ruchów.
3. Móżdżek- odbiera informacje wysyłane przez wszystkie receptory całego ciała, przetwarza je i gromadzi na ułamek sekundy a następnie kontroluje układ ruchowy (dystrybutor siły skurczów mięśni - umożliwia poruszanie się i wykonywanie ruchów płynnych).
Sprawne funkcjonowanie organów organizmu zapewnia i kontroluje OUN, w którym następuje produkcja i regulacja transmiterów i modulatorów odpowiedzialnych za rodzaj i jakość powstających reakcji (pobudzenie, hamowanie).
Ośrodki kierujące zachowaniem:
Ośrodki motywacyjne (w podwzgórzu) - mechanizm unikania - zabezpiecza organizm przed działaniem czynników szkodliwych
Mechanizm konsumowania - zabezpiecza potrzeby organizmu
Pobudzenie tych ośrodków wyzwala aktywność organizmu, do mechanizmów tych zaliczamy następujące ośrodki: głodu, pragnienia, agresji, ucieczki, rozrodczy i macierzyństwa.
Neurony tych ośrodków wykazują swoistą wrażliwość na zmiany w koncentracji niektórych składników krwi np. glukozy, NaCl, transmiterów lub hormonów.
Uczenie się i zapamiętywanie.
Uczenie się i zapamiętywanie umożliwia uklad limbiczny, który jest połączony z korą mózgową. Układ limbiczny (rąbkowy, zwany również mózgiem gadzim), pełni także ważną rolę w funkcjonowaniu instynktów przetrwania, popędów, emocji.
Struktury wchodzące w skład układu limbicznego przekazują efekty nastroju nie zachowane dla człowieka i odgrywają docelową rolę w utrzymaniu wewnętrznej równowagi organizmu (homeostazy)
Układ limbiczny składa się z:
Podwzgórze - pełni decydującą rolę w zachowaniu wewnętrznej równowagi ciała poprzez regulację temperatury, pragnienia i głodu. Kontroluje również wydzielanie hormonów przez pobliską przysadkę mózgową.
Wzgórze - działa jako stacja przekaźnikowa dla przychodzących impulsów nerwowych z narządów zmysłów (czucie), wysyłając je do odpowiednich obszarów mózgu, gdzie są dalej przetwarzane. Wzgórze jest odpowiedzialne za informowanie mózgu o tym, co się dzieje na zewnątrz.
Opuszki węchowe - przewodzą impulsy nerwowe związane z zapachami z jamy nosowej do śródmózgowia (hipokamp). Ponieważ emocje są wytwarzane w układzie limbicznym, to tłumaczy, dlaczego zapachy mogą wywołać wspomnienia i emocje.
Ciało (jądro) migdałowate - jest odpowiedzialne za emocje negatywne tj smutek, złość, strach, obrzydzenie. To dlatego intensywna praca wymagająca uwagi, która blokuje jądro migdałowate, powoduje poprawę samopoczucia.
Hipokamp - odgrywa decydującą rolę w procesie uczenia się, gdyż właśnie tu następuje odbiór pierwszych bodźców pamięciowych.
Szyszynka - wytwarza melatoninę, która uczestniczy w kontroli rytmu dobowego.
Sklepienie - jest bardzo ważnym połączeniem nerwowym, które przekazuje impulsy nerwowe w obrębie całego układu limbicznego.
Spoidlo wielkie (corpus callosum) - łączy prawą i lewą półkule mózgu.
Przysadka mózgowa - gruczoł dokrewny, leży w dolnej części podwzgórza i zawiaduje pracą wielu innych gruczołów dokrewnych. Sama przysadka wytwarza między innymi hormon wzrostu oraz część hormonów płciowych.
Pola kojarzeniowe kory mózgu posiadają zdolność do zachowywania śladów po odebranych bodźcach (nowe struktury połączeń) w wyniku przypływających bodźców powstają ślady połączeń - pamięć natychmiastowa, torowanie śladów przez impulsy tworzy pamięć krótkotrwałą. Dłuższy przepływ informacji tworzy nowe struktury w połączeniach (engramy) - pamięć długotrwała.
Odruch - reakcja organizmu na bodziec wywołujący odruch.
Rodzaje:
bezwarunkowy (stały) - po ośrodek w niższych partiach CUN, charakteryzuje się stałą (niezmienną dla organizmu) reakcją, np. w doświadczeniu Pawłowa - reakcja na kwas
warunkowy (nabyty) - podlega świadomości , ośrodek powstawania (wykształcony) w korze mózgowej, np. wyuczona reakcja na dany bodziec - analiza mniej lub bardziej skomplikowana.
Przykład reakcji psa w doświadczeniu Pawłowa (kwas - ślina, odruch bezwarunkowy, dzwonek - ślina - odruch warunkowy)
Odruchy warunkowe posiadają zróżnicowaną szybkość tworzenia się i wygasania. Zdaniem Pawłowa proces ten w życiu filogenicznym stanowi o podziale układów nerwowych:
typ o słabszych procesach nerwowych ( niewykształcone) - melancholik
typ silny, niezrównoważony (proces utrwalony - przewaga pobudzenia) - choleryk
typ silny, zrównoważony, ruchliwy (proces utrwalony - zrównoważony) - sangwinik
typ silny, zrównoważony, powolny (procesy utrwalone, przewaga hamowania) - flegmatyk
Wytwarzanie się łuku odruchowego warunkowego jest uzależnione od odpowiedniej pobudliwości wielu ośrodków. Przede wszystkim zależy od:
przewodzenia impulsów aferentnych przez drogi nieswoiste czyli przez wstępujący układ siatkowaty
pobudliwości ośrodków motywacyjnych w międzymózgowiu i układzie rąbkowym
kory mózgu
Wyższa czynność nerwowa człowieka wiąże się z filogenicznie najmłodszymi polami kory mózgu. Są to pola kojarzeniowe (asocjacyjne), których wyróżnia się trzy:
czołowa okolica kojarzeniowa - związana z funkcją myślenia, przewidywania, planowania, hamowania popędów i emocji (część płata czołowego, okolica oczodołowa kory)
skroniowa okolica kojarzeniowa - dzięki połączeniu z hipokampem odpowiada za pamięć trwałą ( magazyn pamięci) (część przednia płata skroniowego)
potyliczno-skroniowo-ciemieniowa okolica kojarzeniowa - nadrzędny ośrodek mowy w dominującej półkuli mózgu (pogranicze tych płatów.
Nerwy rdzeniowe 31 par
nerwy szyjne - 8 par - tworzą splot szyjny (cztery górne nerwy szyjne: unerwiają mięśnie szyi, potylicy, unerwia uszy, przeponę), splot ramienny - unerwia mięśnie ręki
nerwy piersiowe - 12 par nerwów międzyżebrowych - unerwiają mięśnie klatki piersiowej, jamy brzusznej, blaszki ścienne opłucnej żebrowej i ościennej, skórę tułowia.
Nerwy lędźwiowe - 5 par - 4 nerwy tworzą splot lędźwiowy - unerwiają mięśnie jamy brzusznej i skórę, mięśnie i skórę przyśrodkowej, przedniej części uda, przyśrodkową powierzchnię podudzia
Nerwy krzyżowe - 5 par - unerwia mięśnie tylne uda i podudzia oraz powierzchnie skóry tych okolic
1 nerw guziczny - unerwia okolicę odbytu i kość guziczną.