Fizjologia układu nerwowego i narządów zmysłu

1. Odruch - definicja, podziały, przykłady odruchów rdzeniowych

Odruch - nieuświadomiona reakcja efektora na bodziec działający na receptor wyzwolona przy udziale ośrodkowego układu nerwowego. Podłożem każdego odruchu jest łuk odruchowy.

Klasyfikacja

I. wg lokalizacji ośrodka odruchowego
- mózgowe
- rdzeniowe

II. ze względu na liczbę neuronów
- monosynaptyczne
- polisynaptyczne
III. ze względu na il. efektorów
- proste - jeden rodzaj efektora
- złożone - więcej rodzajów
IV. ze względu na rodzaj efektora
- animalne
- wegetatywne
V. ze względu na pochodzenie
- warunkowe
- bezwarunkowe

Przykłady odruchów rdzeniowych:
- ze ścięgna mięśnia trójgłowego łydki
- z mięśnia czterogłowego uda - odruch kolanowy
- z mięśnia dwugłowego
- z mięśnia trójgłowego

2. Podział odruchów bezwarunkowych, przykłady
Podział:
- obronne - wykrywanie i reakcja na zagrożenie, np. cofnięcie ręki
- lokomocyjno-postawne - zachowanie prawidłowej postawy ciała, np. podczas chodzenia po oblodzonej powierzchni
- orientacyjne - zwrócenie uwagi na nagły nieoczekiwany bodziec, np. stłuczenie szkła, krzyk
- trzewne
- płciowe - erekcja, ejakulacja

3. Odruchy warunkowe - mechanizm powstawania, klasyfikacja
Podział:
- odruchy klasyczne - powstają na skutek wielokrotnego powtarzania sekwencji bodziec obojętny - wzmocnienie. Po wielokrotnym powtórzeniu tej sekwencji bodziec obojętny staje się bodźcem warunkowym, powodującym wyzwolenie odruchu warunkowego
- odruchy instrumentalne - w tym typie wzmocnieniu ulega nie bodziec obojętny tylko czynność ruchowa. Po wielokrotnym powtórzeniu sekwencji czynność ruchowa - wzmocnienie już samo wykonanie czynności ruchowej wyzwala odruch warunkowy

4. Hamowanie wewnętrzne odruchów warunkowych

Hamowanie wewnętrzne odruchów warunkowych (internal inhibition) wiąże się z:

- wygasaniem odruchów (extinction) na skutek braku wzmocnienia bodź­ca warunkowego przez bodziec bezwarunkowy;

- hamowaniem warunkowym, kiedy bodziec warunkowy, występując jed­nocześnie z innym bodźcem, nie jest wzmocniony;

- hamowaniem opóźniającym, kiedy działanie bodźca bezwarunkowego znacznie się opóźnia w stosunku do bodźca warunkowego;

- hamowaniem różnicującym, kiedy dwa bodźce warunkowe różnią się nieznacznie od siebie. Tylko pierwszy z tych bodźców jest wzmacniany przez bodziec bezwarunkowy, a reakcja na drugi bodziec jest częściowo lub całkowicie zahamowana.

Wytwarzanie się łuku odruchowego odruchu warunkowego jest uza­leżnione od odpowiedniej pobudliwości wielu ośrodków. Przede wszystkim zależy od:

• przewodzenia impulsów aferentnych przez drogi nieswoiste, czyli przez wstępujący układ siatkowaty (ascending reticular system),

• pobudliwości ośrodków motywacyjnych w międzymózgowiu i w ukła­dzie rąbkowym,

• kory mózgu.

5. Znaczenie układu piramidowego

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 mięśnie twarzoczaszki, szyi, a także część mięśnia czworobocznego. Druga to droga korowo-rdzeniowa, która unerwia resztę mięśni organizmu.
Układ piramidowy unerwia ruchowo wszystkie mięśnie poprzecznie prążkowane w całym ustroju człowieka poza jednym mięśniem, który nie jest unerwiany ruchowo przez żaden układ, mięśniem strzemiączkowym. Jest to zarazem najmniejszy mięsień poprzecznie prążkowany w organizmie człowieka i jedyny poprzecznie prążkowany, nie podlegający woli.

6. Funkcje układu pozapiramidowego
Zasadniczą funkcją układu pozapiramidowego jest współdziałanie z wyzwoleniem ruchów dowolnych i regulowanie napięcia mięśni szkieletowych. Funkcje te układ spełnia dzięki:
- zwrotnej projekcji dającej odrzut impulsów z jąder podkorowych z powrotem do kory mózgu
- impulsacji bezpośredniej biegnącej poprzez drogi pozapiramidowe od jąder podkorowych do jąder ruchowych rdzenia kręgowego
- impulsacji wysyłanej przez jądra podkorowe do jąder ruchowych rdzenia kręgowego za pośrednictwem neuronów tworu siatkowatego pnia mózgu i rdzenia kręgowego.

7. Funkcje móżdżku

-optymalizacja i korekcja motoryki postawnej
-optymalizacja i korekcja motoryki gałek ocznych
-koordynacja motoryki postawnej i celu
-koordynacja wyrównania kierunku ruchu
-współudział w programowaniu ruchów dla motoryki celu
-zapewnienie zdolności wykonywania szybkiej, naprzemiennej akcji skurczowej mięsni ( hamowanie mięśni antagonistycznych)
-uaktualnienie śladów pamięciowych ruchów ( proprioreceptor skóry i mięśni)
-uaktualnienie ruchowego „banku pamięci”

8. Układ siatkowaty wstępujący

Układ siatkowaty wstępujący kontroluje czynność neuronów jąder ru­chowych mostu, jąder ruchowych mięśni gałek ocznych oraz przewodzi im­pulsy aferentne od różnych receptorów i tym samym stanowi dla nich drogę nieswoistą.

Układ siatkowaty wstępujący pobudzający - RAS (reticular activa­ting system) - przewodzi impulsy pobudzające do:

• wszystkich pól kory mózgu,

• ośrodków podkorowych kierujących zachowaniem, czyli ośrodków mo­tywacyjnych,

• ośrodków kontrolujących układ autonomiczny i gruczoły dokrewne.

Na przedłużeniu tworu siatkowatego pnia mózgu znajdują się jądra wzgórza skupiające neurony o działaniu antagonistycznym w stosunku do neuronów układu siatkowatego wstępującego, pobudzającego. Jądra te tworzą układ rekrutujący czynność bioelektryczną kory mózgu, a tym samym zwalniający czynność bioelek­tryczną jej neuronów. Układ rekrutujący obejmuje jądra wzgórza: przyśrod­kowe, śródblaszkowe, brzuszne przednio-boczne i przednio-przyśrodkowe oraz siatkowate wzgórza.

9. Układ siatkowaty zstępujący

Układ siatkowaty zstępujący kontroluje czynność odruchową rdzenia kręgowego, napięcie mięśni szkieletowych, czynność ośrodków kontrolujących krążenie i oddychanie.

W zależności od wpływu, jaki wywierają neurony układu siatkowatego zstępującego, dzieli się go na:

• część hamującą zwalniającą lub blokującą czynność innych neuronów,

• część pobudzającą torującą lub przyspie­szającą czynność neuronów rdzenia przedłużonego i rdzenia kręgowego.

10. Fazy snu - charakterystyka
- NREM - sen o wolnych ruchach gałek ocznych; inne nazwy: sen głęboki, sen wolnofalowy. W fazie tej pojawiają się fale Δ aktywności elektrycznej mózgu.
Ze względu na udział fal wolnych podzielono go na 4 stadia
- REM - sen o szybkich ruchach gałek ocznych; inne nazwy: sen płytki, sen paradoksalny. W tej fazie występują najczęściej marzenia senne. W tej fazie następuje całkowite rozluźnienie mięśni, dlatego śniący o ruchu człowiek nie porusza się.

Sen zaczyna się fazą NREM, prawidłowo o czasie trwania 80-100 min, po której następuje faza snu REM trwająca ok. 15 min. U osób dorosłych tego typu cykl powtarza się 4-5 krotnie.

11. Funkcje podwzgórza

Część podkorowa mózgowia zaliczana do międzymózgowia, która nadzoruje reakcje bezwiedne organizmu. Jest to ośrodek podkorowy AUN, ściśle połączony z przysadką.
Funkcje:
- kieruje gospodarką wodną
- reguluje pobieranie pokarmu
- znajdują się w nim ośrodki głodu i sytości
- wpływa na przemianę tłuszczów, węglowodanów
- zawiaduje snem i czuwaniem
- zawiaduje czynnościami seksualnymi i reakcjami emocjonalnymi
- odpowiada za termoregulację

12. Funkcje układu limbicznego

- bierze udział w regulacji zachowań emocjonalnych i popędu,
- istotny dla procesu zapamiętywania oraz motywacji danego osobnika
- kontroluje ośrodek podwzgórza związane z aktywnością somatyczną autonomiczną i wewnątrzwydzielniczą
- dzięki połączeniom z korą mózgu uczestniczy w procesie uczenia się i zapamiętywania.

13. Funkcje kory mózgowej
Kora mózgu odbiera i analizuje informacje z narządów zmysłów. Odbywają się w niej także procesy skojarzenia, stąd też wysyłane są instrukcje określające reakcje ruchowe.
Odpowiada za czucie somatyczne, widzenie, słyszenie, czucie, uczenie się oraz planowanie i polecenie ruchów.
Dzieli się na korę starą (układ limbiczny), odpowiadającą za stany emocjonalne i popędy oraz kontrolę podwzgórza i korę nową.

Płat czołowy odpowiada za
planowanie, myślenie, pamięć, wolę działania i podejmowanie decyzji, ocenę emocji i sytuacji, pamięć wyuczonych działań ruchowych, np. taniec, nawyki, specyficzne schematy zachowań, wyrazy twarzy, przewidywanie konsekwencji działań, konformizm społeczny, takt

Płat ciemieniowy odpowiada za:
orientację przestrzenną, celowe ruchy, rozpoznawanie ruchu, czucie temperatury, dotyku, bólu (górna część), umiejscowienie wrażeń czuciowych, integrację ruchu i wzroku, integrację czucia i wzroku, rozumienie języka symbolicznego, pojęć abstrakcyjnych, geometrycznych.

Płat skroniowy odpowiada za:
mowę, pamięć werbalną, zapamiętywanie, rozpoznawanie obiektów, słuch muzyczny i wrażenia dźwiękowe, analizę zapachów.

Płat potyliczny odpowiada za:
widzenie, analizę koloru, ruchu, kształtu głębi, skojarzenia wzrokowe

14. Uczenie się i zapamiętywanie

Jedną z podstawowych czynności ośrodkowego układu nerwowego jest przechowywanie śladów po odebranych bodźcach, czyli ich zapa­miętywanie. Czynność ta zapewnia coraz lepsze utrzymywanie homeostazy organizmu, ponieważ umożliwia zmianę zachowania dzięki zdobytemu do­świadczeniu. Jest to zdolność uczenia się.

Bodźce odebrane przez receptory zostają w nich przetworzone na salwy impulsów nerwowych generowanych zgodnie ze wzorcem zależnym od bodźca. Salwy impulsów nerwowych poprzez drogi swoiste i nieswoiste przewodzone są do kory mózgu, do układu limbicznego i do innych struktur przodomózgowia. Pomiędzy neuronami w strukturach mózgowia zaczynają krążyć impulsy nerwowe, co warunkuje wystąpienie pamięci natychmia­stowej. Przechowanie śladów po odebranym bodźcu, _na krótki czas - kilkudziesięciu sekund do kilkudziesięciu minut, stanowi pamięć świeżą, czyli krótkotrwałą. W tym czasie im­pulsy nerwowe wywołane odebranym czuciem bodźca krążą pomiędzy korą mózgu a strukturami układu limbicznego.

Warunkiem trwałego zapamiętywania, czyli pamięci trwałej jest konsolidacja pamięci. Proces kon­solidacji musi trwać dostatecznie długo, od kilku do kilkudziesięciu minut, tak aby mogły powstać trwałe zmiany w połączeniach pomiędzy neuronami w postaci nowych połączeń synaptycznych i mogło dojść do ekspresji okre­ślonych genów w jądrach komórkowych.

W czasie procesu konsolidacji następuje około 100-krotne zmniejszenie informacji zapamiętanej w stosunku do informacji w pełni percepowanej.

15. Receptory - klasyfikacja, charakterystyczne cechy receptorów
Receptory - wyspecjalizowane komórki lub narządy zmysłowe odbierające informacje z otoczenia.
Receptor - w ogólnym znaczeniu struktura mająca zdolność do:
- specyficznego rozpoznania stymulacji o naturze fizykochemicznej;
- wywołania bezpośrednio, bądź za pośrednictwem innych struktur, reakcji na stymulację.

Inny podział wyróżnia receptory:
- specjalne (wzrok, słuch, smak, węch, równowaga)
- powierzchowne ( dotyk, ucisk, ciepło i zimno)
- głębokie ( położenia, wibracja głęboki ucisk, głęboki ból)
- trzewne (głód, pragnienie, nudności,ból trzewny)

16. Nocyreceptory - mechanizm pobudzenia

Nocyreceptory - odpowiedzialne za rozpoznawanie bodźców wywołujących wrażenie bólu; są wolnymi zakończeniami nerwów czuciowych w obrębie skóry, tkanki podskórnej, okostnej, stawów, ścian naczyń krwionośnych i niektórych narządów wewnętrznych; ich błonowe receptory molekularne wyspecjalizowane są w wiązaniu kinin, białek powstających pod wpływem enzymów (kalikrein, kininogenaz) aktywowanych przez czynniki uszkadzające, co prowadzi do wytworzenia potencjałów błonowych przekazywanych do ośrodków nerwowych i rozpoznawanych jako wrażenia bólowe; nocyceptory mogą być również pobudzane mechanicznie lub termicznie.

17. Zmysł słuchu - budowa, sposób pobudzenia
Słuch - zmysł umożliwiający odbieranie (percepcję) fal dźwiękowych. Narządy słuchu nazywa się uszami. Słuch jest wykorzystywany przez organizmy żywe do komunikacji oraz rozpoznawania otoczenia.

Fale dźwiękowe: Przez powietrze docierają do małżowiny usznej, następnie przewodem słuchowym zewnętrznym do błony bębenkowej. Pod wpływem drgań powietrza błona bębenkowa porusza przylegający do niej młoteczek. Drgania z młoteczka są przekazywane na kowadełko i strzemiączko, za pośrednictwem okienka owalnego trafiają do ucha wewnętrznego, gdzie drgania są zamieniane na impulsy nerwowe, które nerwem słuchowym docierają do ośrodków słuchowych w korze mózgowej.

18. Zmysł równowagi

Błędnik kostny - część ucha wewnętrznego. Jest on wypełniony płynem, zwanym przychłonką. Wewnątrz błędnika kostnego mieści się błędnik błoniasty zawieszony na licznych pasemkach łącznotkankowych. Błędnik kostny składa się z: przewodu słuchowego wewnętrznego, przedsionka, trzech kanałów półkolistych i ślimaka.

Błędnik błoniasty - worek łącznotkankowy o zawiłym kształcie znajdujący się we wnętrzu błędnika kostnego zawieszony w przychłonce i wypełniony śródchłonką. Znajdują się w nim właściwe receptory słuchu i równowagi. W błędniku wyróżnia się następujące części: błędnik przedsionkowy i ślimakowy.

W łagiewce i woreczku błędnika błoniastego występują receptory wrażliwe na przyspieszenie liniowe (zmiana położenia w górę, w dół, w linii prostej). Receptory tworzą tzw. plamkę łagiewki i woreczka, które skupiają urzęsione komórki zmysłowe, na których spoczywa błona galaretowata. W błonie tej znajdują się kryształy soli wapniowych, tzw. otolity. Ruch głowy w linii prostej powoduje przemieszczanie się otolitów na zasadzie bezwładności, w wyniku czego pobudzane są komórki zmysłowe. Impulsy przesyłane są do ośrodkowego układu nerwowego.

Ruchy głowy powodują przepływ endolimfy wypełniającej kanały półkoliste do rozszerzonych zakończeń zwanych bańkami, w których występują urzęsione komórki zmysłowe. Komórki te reagują na obrót głowy, czyli przyspieszenie kątowe.

Droga impulsów z błędnika - Włókna nerwowe oplatające komórki nabłonka zmysłowego przekazują pobudzenie do I neuronu czuciowego w zwoju przedsionkowym. II neuron znajduje się w moście w jednym z czterech jąder przedsionkowych: górnym, dolnym, bocznym lub przyśrodkowym

Z tych jąder impulsacja jest wysyłana do:

- kory móżdżku przez konar dolny móżdżku

- jąder ruchowych dla mięśni gałek ocznych - jąder nerwów czaszkowych III, IV i VI za pośrednictwem pęczków podłużnych przyśrodkowych
- rdzenia kręgowego przez drogę przedsionkowo-rdzeniową

19. Zmysł wzroku - układ optyczny oka, ostrość wzroku, adaptacja, wady refrakcji, droga wzrokowa

Układ optyczny oka - wszystkie struktury i płyny przejrzyste oka odpowiadające za załamywanie promieni świetlnych.
Od najbardziej zewnętrznego położenia wyróżnia się: rogówkę, ciecz wodnistą w komorze przedniej, soczewkę i ciało szkliste.

Ostrość wzroku
Ostrość wzroku - to zdolność rozdzielcza oka siatkówki, czyli zdolność odróżniania poszczególnych części oglądanego przedmiotu. Miarą ostrości wzroku czyli tzw. siła rozdzielcza oka jest to najmniejsza odległość między dwoma punktami rozpoznawanymi jako oddzielne. Ostrość wzroku zależy od właściwości układu optycznego oka i właściwości bodźca wzrokowego, a także od czynności siatkówki. Największą siłę rozdzielczą oka ma centralna część siatkówki (plamka żółta), w której znajduje się najwięcej czopków odpowiedzialnych za ostre widzenie.

Adaptacja
Przystosowanie fotoreceptorów siatkówki do warunków odbierania promieni świetlnych zarówno o dużym jak i małym natężeniu.
- adaptacja do silnego światła - osiąga maksimum po ok. 10min - przeważająca część receptorów ma rozłożony barwnik i nie wysyłają one impulsów nerwowych
- adaptacja do ciemności - dochodzi do resyntezy barwnika we wszystkich fotoreceptorach, po to, by minimalne natężenie promieni było odbierane przez maksymalną liczbę fotoreceptorów. Pobudliwość siatkówki może zwiększyć się do 100 tysięcy razy.

Wady refrakcji
- krótkowzroczność - wada refrakcji oka, której przyczynami są zbyt duża siła łamiąca soczewki oka lub zbyt długa gałka oczna, powodująca, że promienie świetlne przechodzące przez układ optyczny oka ulegają skupieniu nie na siatkówce, lecz przed nią. Tylko promienie rozbieżne biegnące z niedalekich punktów w przestrzeni są prawidłowo zogniskowane. Do korekcji tej wady stosuje się szkła dwuwklęsłe (rozpraszające).

- nadwzroczność - wada refrakcji oka charakteryzująca się zbyt słabym w stosunku do długości osi przednio-tylnej gałki ocznej załamywaniem światła przez układ optyczny oka, co powoduje skupianie promieni świetlnych nie na siatkówce lecz za nią.
Przyczyną może być zbyt krótka oś przednio-tylna oka (głównie u dzieci) lub zbyt słaba zdolność skupiająca soczewki (poprzez zmniejszenie jej elastyczności) i dodatkowo osłabienie mięśnia rzęskowego występujące np. u ludzi starszych (stąd nazwa w tym przypadku - starczowzroczność).

- astygmatyzm (niezborność rogówkowa) - jest wadą polegającą na zniekształceniu widzenia wskutek niesymetryczności rogówki oka. Jeżeli promień krzywizny rogówki oka w płaszczyźnie pionowej jest inny niż w płaszczyźnie poziomej, to promienie świetlne padające na różne części rogówki załamywane są w różnym stopniu. Powoduje to, że obraz widziany przez pacjenta jest nieostry.

Droga wzrokowa
Droga przenoszenia bodźców wzrokowych z siatkówki gałki ocznej do pierwszorzędowej kory wzrokowej w płacie potylicznym mózgu.
- siatkówka oka (czopki i pręciki)
- nerw wzrokowy
- skrzyżowanie wzrokowe
- pasmo wzrokowe
- ciało kolankowate bocznego wzgórza
- promienistość boczna
- pierwszorzędna kora wzrokowa w płacie potylicznym

20. Zmysł smaku - budowa, sposób pobudzenia

Receptory odbierające czucie smaku występują w obrębie jamy ustnej. Komórki receptorowe skupione są w kubkach smakowych. Komórki te odbierają czucie czterech podstawowych smaków :
1. słodkiego
2. kwaśnego
3. słonego
4. gorzkiego

Komórki smakowe nie odbierają poszczególnych smaków oddzielnie, ale wysyłają impulsację specyficzną dla każdego rodzaju smaku. Komórki smakowe są to chemoreceptory reagujące tylko wtedy, kiedy substancja wywołująca czucie smaku rozpuszczona jest w śluzie pokrywającym ich powierzchnię.

21. Zmysł węchu - budowa, sposób pobudzenia

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-zmysłowo węchowa jednocześnie odbiera bodźce i przewodzi impulsy nerwowe.

---