BIOLOGICZNE PODSTAWY ZACHOWAŃ - BIOPSYCHOLOGIA ( Wykład 5 )

Odruch - w fizjologii automatyczna reakcja na bodziec zewnętrzny lub wewnętrzny, zachodząca przy udziale ośrodkowego układu nerwowego. Na tę formę pracy układu nerwowego uwagę zwrócił Iwan M. Sieczenow. Droga nerwowa od receptora, będącego źródłem odruchu, do narządu wykonawczego (efektora) nosi nazwę łuku odruchowego. Łuk odruchowy od receptora biegnie neuronem czuciowym (aferentnym) do ośrodkowego układu nerwowego, stamtąd neuronem ruchowym (eferentnym) biegnie do efektora. Najprostsze odruchy składają się tylko z dwóch neuronów, połączonych jedną synapsą (odruch monosynaptyczny), ale przeważnie składają się z większej liczby neuronów. Te dodatkowe neurony nazywają się pośredniczymi (interneuronami). Wyróżnia się odruchy proste, np. kolanowe i bardziej złożone, np. kończyny górnej albo ruch źrenicy.W psychologii to nieświadoma reakcja psychiczna. Badania nad odruchami warunkowymi i bezwarunkowymi prowadził rosyjski uczony Iwan Pawłow. Odruchy instrumentalne wspólnie odkryli Polacy Jerzy Konorski oraz Stefan Miller.

Odruch bezwarunkowy - reakcja wrodzona (odruch), automatyczna, zachodzi przez pobudzenie odpowiednich receptorów, zakończeń nerwowych, nerwów czuciowych oraz pobudzenie organów efektorowych (głównie mięśni) poprzez nerwy ruchowe lub autonomiczne. Reakcja odruchowa przebiega bez uświadomienia, to znaczy, że nerwy wywołują odruch (pobudzają mięśnie) przed powiadomieniem mózgu.

Odruch warunkowy (ang. conditioned response) - nabyta reakcja organizmu. Odruch warunkowy klasyczny powstaje podczas życia osobnika na bazie odruchu bezwarunkowego. Występuje dopiero po analizie danego bodźca przez ośrodek kojarzenia w mózgowiu, głównie w pniu mózgu. Powstawanie odruchów warunkowych wynika z powtarzalności pewnych sytuacji oraz integracyjnej funkcji mózgowia, które korzystając z danych przekazywanych przez różne zmysły może postrzegać otoczenie wieloaspektowo. Wprawdzie bodźcem powodującym wydzielanie śliny jest obecność w pysku pokarmu, lecz podczas jedzenia pies widzi otoczenie, widzi pokarm (jego formę), czuje zapach i rejestruje wiele innych cech sytuacji. Każdy z tych elementów może stać się bodźcem warunkowym i wywoływać ślinienie, o ile pies będzie głodny.

Odruch bezwarunkowy (wrodzony) jest to bezpośrednia reakcja na podnietę, np. wydzielanie enzymów trawiennych w czasie jedzenia. Odruch ten jest podstawowy dla utrzymania życia.

Odruchy bisynaptyczne (trójneuronowe) to proste odruchy rdzeniowe służące ochronie połączeń szkieletu przed uszkodzeniami. Ich zadaniem jest również ochrona mięśnia przed zerwaniem.
Jednym z przykładów odruchów bisynaptycznych jest paradoksalny odruch na rozciąganie - rozluźnienie mięśnia, gdy jego silne rozciąganie może prowadzić do zerwania.

Receptory - wyspecjalizowane komórki zmysłowe odbierające informacje z otoczenia.

Receptor - w ogólnym znaczeniu struktura mająca zdolność do:

1. specyficznego rozpoznania stymulacji o naturze fizykochemicznej;

2. wywołania bezpośrednio, bądź za pośrednictwem innych struktur, reakcji na stymulację.

Pod pojęciem receptora określa się białka receptorowe, komórki receptorowe, grupy komórek oraz narządy receptorowe. W biologii komórki mianem receptorów określa się również białka rozpoznające hormony i czynniki wzrostowe.

Efektor (łac. effector - twórca, sprawca)

• W anatomii: komórka lub narząd, który jest pobudzany przez nerw. Efektory umożliwiają organizmowi zwierzęcia odpowiedź na stymulację z układu nerwowego. U kręgowców najważniejszymi efektorami są mięśnie.

• W biochemii: efektor allosteryczny.

• W psychocybernetyce zapoczątkowanej przez Mariana Mazura, jest to organ wykonawczy systemu autonomicznego otrzymujący informacje od korelatora i energię od akumulatora i odpowiednio do tego oddziałujący na otoczenie.

Odruch cofania (retrakcyjny) - odruch wywoływany przez bodźce awersyjne - bólowe (nocyceptywne) i budzące wstręt. Zaliczamy do nich np. zgięcie kończyny (fleksję) w odpowiedzi na ukłucie igłą lub cofnięcie głowy na zadziałanie silnego bodźca akustycznego w pobliżu ucha.

Ośrodkowy układ nerwowy

R receptor E efektor

Rejestrujemy : - bodziec / reakcję / czas

Sir Charles Scott Sherrington (ur. 27 listopada 1857 w Islington, Londyn, zm. 4 marca 1952 w Eastbourne) - angielski lekarz i fizjolog, laureat Nagrody Nobla z dziedziny fizjologii i medycyny w roku 1932 za odkrycie funkcji neuronów.

W latach 1895-1913 profesor uniwersytetu w Liverpoolu, w latach 1913-1935 uniwersytetu w Oksfordzie, członek (prezes w latach 1920-1925) Towarzystwa Królewskiego w Londynie Royal Society. Jeden z najwybitniejszych twórców współczesnej neurofizjologii. Zajmował się głównie badaniem unerwienia mięśni i odruchową czynnością rdzenia kręgowego, wprowadził pojęcie synapsy i zapoczątkował badania zjawisk na synapsach, podał klasyfikację receptorów. Stworzył współczesny język neurofizjologii. Wykazał istnienie ośrodkowych procesów hamowania i pobudzania, opisał zjawiska indukcji równoczesnej i następczej w rdzeniu kręgowym. Wyjaśnił znaczenie proprioreceptorów w czynności mięśni. Autor kilkuset publikacji, m.in. główne prace: The Integrative Action of the Nervous System (1906), Mammalian physiology (1919), Reflex Activity of the Spinal Cord (1932), The Brain and Its Mechanism (1933). Za odkrycia dotyczące funkcji neuronów otrzymał w 1932 roku nagrodę Nobla (wspólnie z E.D. Adrianem).

Kimograf (od gr. kyma - fala, grapho - pisać) - urządzenie medyczne, służące do rejestracji a następnie przedstawiania graficznego w postaci kimogramu (specjalnego wykresu) różnych rodzajów procesów fizjologicznych (np. bicie serca, ruchy mięśni itp.), będących najczęściej efektem skurczów mięśni. W skład kimografu wchodzi walec, na którym umieszczony jest papier. Walec obraca się ze stałą prędkością, a pisaki wykreślają na nim zmiany rejestrowanej czynności. Zamiast papieru walec może być pokryty błoną światłoczułą a funkcję pisaków pełnią wtedy promienie światła.

Kimograf został wynaleziony przez niemieckiego fizjologa Carla Ludwiga w 1840.

Na Kimografie widzimy trzy linie : 1. Linia reakcji / 2. Linia bodzca / 3. Linia czasowa

bodziec progowy - bodziec o najmniejszej intensywności niezbędnej do wywołania reakcji.
Bodziec progowy powoduje zatrzymanie działania pompy sodowo-potasowej i gwałtowne wnikanie jonów sodu do wnętrza komórki, co doprowadza do zaniku polaryzacji błony komórkowej.

Razem ze wzmocnieniem linii bodzca wzrasta linia reakcji.

Latencja - okres utajenia, czas od wystąpienia przyczyny do zaistnienia skutku.

Jeżeli zwiększymy siłę bodzca to zwiększa się okres reakcji.

Reakcja rytmiczna - wykonywanie ruchów pseudodrapania à jakby drapanie, ale nie dokładnie w miejscu działania bodźca, ale obok. Scherrington uzyskiwał te reakcje przy pomocy trybiku naśladującego skacząca pchłę, potem zastąpił to prądem.

Percepcja podprogowa (subliminalna) - oddziaływanie na mózg informacji bez jego świadomości ich spostrzegania.

Dotyczy bodźców wzrokowych lub słuchowych, które trwają zbyt krótko, by mogły zostać świadomie zarejestrowane (w przypadku percepcji wzrokowej oznacza to bodźce trwające krócej niż 0,04 sekundy) albo są zamaskowane innymi bodźcami.

Bodźce podprogowe mają wpływać na przetwarzanie innych bodźców. Podobnie niektórzy uczeni uważają, że bodźce odbierane podczas snu są przetwarzane w podobny sposób. Niekiedy uważa się, że takie słabe bodźce nie powodując świadomej refleksji, czynią nas bezbronnymi, gdyż nie możemy się obronić przed zawartą w przekazie sugestią. W efekcie sugestia ta mogłaby być traktowana jako własna myśl lub zalążek pomysłu bądź pragnienia, podobnie jak w przypadku sugestii hipnotycznej.

sumowanie bodźców, zjawisko wyzwalania reakcji w odpowiedzi na słabe bodźce (podprogowe) działające z dużą częstotliwością lub jednocześnie w wielu miejscach, zwykle w odniesieniu do komórki nerwowej, której pobudzenie mogą wywołać bodźce podprogowe, indywidualnie nieskuteczne, jeśli: 1) działają z dużą częstotliwością (sumowanie bodźców w czasie) tak, że zmiany potencjału błonowego wywoływane przez bodziec wcześniejszy, zanim nie wygasną, zwiększane są przez bodziec następny, w efekcie końcowym zmiany potencjału błony mogą osiągnąć wartość krytyczną i wyzwolić → potencjał iglicowy (patrz też → potencjał czynnościowy) lub 2) działają na komórkę w kilku synapsach (sumowanie bodźców w przestrzeni) i wyzwalane przez nie zmiany potencjału błonowego dodając się mogą doprowadzić do potencjału krytycznego uruchamiającego potencjał czynnościowy

sumowanie czasowe - mechanizm adaptacyjny pozwalający na obserwację słabych bodźców świetlnych w wyniku długotrwałego wpatrywania się w przedmiot; silne bodźce świetlne nie wymagają długiego czasu ekspozycji,

Sumowanie przestrzenne -mechanizm adaptacyjny polegający na sumowaniu sygnałów pochodzących z większej ilości receptorów przy słabych bodźcach i z mniejszej przy bodźcach silnych,

Prawa Sherringtona
		Reguły określające podstawowe zasady funkcjonowania układu nerwowego: - wyładowanie następcze, którego przejawem jest to, że efekt pobudzenia jednostek motorycznych trwa dłużej niż działanie impulsu pobudzającego; - sumowanie w czasie i przestrzeni, sumowane bodźce podprogowe, następujące bezpośrednio po sobie dają w efekcie impuls pobudzający; - irradiacja, czyli promieniowanie pobudzenia. Występuje, gdy liczba bodźców aferentnych lub czas ich trwania narasta. Reakcją układu nerwowego może być pobudzenie lub hamowanie w łańcuchach mięśni synergistycznych; - kolejne wzbudzanie, czyli zwiększanie pobudzenia w mięśniach agonistycznych w następstwie stymulacji antagonistów; - unerwienie reciprokalne (przeciwstawne), ruch w stawie jest możliwy do wykonania, jeśli skurcz mięśni agonistycznych jest wykonany z równoczesnym rozluźnieniem antagonistów; Z pewnym uproszczeniem można przyjąć, że prawa te mówią, iż można działać stymulująco na słabe elementy ruchu dzięki irradiacji, wzmocnieniu oraz istnieniu łańcuchów synergistycznych.

Odruch kolanowy jest jednym z prostych, monosynaptycznych odruchów rdzeniowych.

Łuk odruchowy składa się z nerwu dośrodkowego oraz odśrodkowego. Pobudzenie receptora ścięgna rzepki powoduje przesłanie sygnału drogą nerwu czuciowego do zwoju czuciowego rdzenie kręgowego i dalej do rogu tylnego rdzenia. Następuje przełączenie na nerw ruchowy (jedyna synapsa odruchu, stąd nazwa - monosynaptyczny) opuszczający rdzeń kręgowy przez jego róg przedni. Informacja w postaci impulsu nerwowego dociera do efektora, którym jest mięsień czworogłowy uda. Reakcją na podrażnienie więzadła rzepki jest wyprostowanie nogi w stawie kolanowym.

Motoneuron - (zwane także neuronami motorycznymi lub ruchowymi) to neurony eferentne, które wychodzą swoimi wypustkami z rdzenia kręgowego lub pnia mózgu i tworzą synapsy z włóknami mięśniowymi (motoneurony alfa) służące do wywoływania skurczu, a także synapsy z wrzecionami mięśniowymi (motoneurony gamma) służące do regulacji czułości proprioceptywnej.

RECEPTOR - część czuciowa przewodząca - włókno ruchowe ( efektor wykonuje pracę )

Włókna czuciowe wnikają do rdzenia kręgowego przez rogi tylne, jako korzenie tylne. Oba rodzaje włókien łączą się w nerw rdzeniowy. Dorota Kozera A. Bochenek, M. Reicher: Anatomia człowieka, Tom IV i V. J. Sokołowska - Pituchowa: Anatomia człowieka. B. K. Gołąb: Anatomia czynnościowa ośro ...

Łuk odruchowy składa się z nerwu dośrodkowego oraz odśrodkowego. Pobudzenie receptora ścięgna rzepki powoduje przesłanie sygnału drogą nerwu czuciowego do zwoju czuciowego rdzenie kręgowego i dalej do rogu tylnego rdzenia...

Odruchy monosynaptyczne (dwuneuronowe) to łuk złożone z dwóch neuronów oraz jednej synapsy. Receptor i efektor takiego odruchu znajdują się w jednym narządzie. Siła ciężkości, uderzenie w ścięgno i skurcz mięśnia antagonistycznego wywołuje zmianę napięcia mięśnia oraz pobudzenie nerwu dośrodkowego.
Przykładami odruchu monosynaptycznego są: odruch kolanowy (uderzenie poniżej rzepki w ścięgno mięśnia czworobocznego uda powoduje kopnięcie spowodowane skurczem tego mięśnia), odruch Achillesa (uderzenie w ścięgno piętowe mięśnia trójgłowego łydki powoduje zgięcie stopy w stronę podeszwy), odruch łokciowy (uderzenie w ścięgno mięśnia dwugłowego ramienia wywołuje zgięcie w stawie kolanowym).

Odruchy bisynaptyczne (trójneuronowe) to proste odruchy rdzeniowe służące ochronie połączeń szkieletu przed uszkodzeniami. Ich zadaniem jest również ochrona mięśnia przed zerwaniem.
Jednym z przykładów odruchów bisynaptycznych jest paradoksalny odruch na rozciąganie - rozluźnienie mięśnia, gdy jego silne rozciąganie może prowadzić do zerwania.

Odruchy polisynaptyczne (wieloneuronowe) to odruchy rdzeniowe oraz odruchy z poziomu mózgowia. Receptor i efektor znajdują się wtedy w różnych narządach.
Przykładami odruchów polisynaptycznych są: odruch podeszwy (zgięcie palców i palucha w stronę podeszwy podczas drażnienia skóry wzdłuż zewnętrznej jej powierzchni), odruch Babińskiego (nieprawidłowy odruch podeszwowy, paluch odgina się ku grzbietowi stopy), odruch brzuszny (skurcz mięśnia prostego brzucha podczas drażnienia skóry po jego stronie), odruch mosznowy (drażnienie skóry przyśrodkowej powierzchni górnej części uda powoduje uniesienie jądra po tej samej stronie).

przekaźnictwo synaptyczne, transmisja synaptyczna, biol. przekazywanie stanu czynnego poprzez synapsę z komórki nerwowej na inną komórkę pobudliwą (mięśniową, gruczołową lub drugą komórkę nerwową); gł. chem. (przez mediatory) lub elektryczne.

Narządy ruchu

Do narządów ruchu zalicza się kości, stawy, więzadła i mięśnie. Stanowią one ściśle związaną ze sobą całość czynnościową.

<<< Powrót

Kości

Ryc.9-1 Szkielet człowieka

Szkielet (Ryc.9-1), na który składają się wszystkie kości człowieka, stanowi konstrukcję nośną narządów ruchu i jest miejscem przyczepów ścięgien (połączeń mięśniowo-kostnych zbudowanych z tkanki łącznej) i więzadeł (połączeń kostno-kostnych zbudowanych z tkanki łącznej). Szkielet pod względem czynnościowym tworzy kościec osiowy i kościec obwodowy. Na kościec osiowy składają się kości czaszki, kręgosłup z kością krzyżową i części kostne klatki piersiowej, natomiast na obwodowy - kości kończyn górnych wraz z kośćmi obręczy barkowej oraz kości kończyn dolnych wraz z kośćmi obręczy biodrowej.
Każda dojrzała kość ma strukturę blaszkową o warstwowym ułożeniu. Ta struktura blaszkowa kości jest odmienna w tzw. warstwie korowej (zbitej) i warstwie gąbczastej (beleczkowej). Warstwa korowa utworzona jest z cylindrycznie ułożonych blaszek, które pod mikroskopem przypominają system przylegających do siebie rurek. Warstwa gąbczasta zbudowana jest z blaszek, które układają się w trójwymiarową, nieregularną sieć beleczek. Przestrzenne ułożenie elementów kostnych jest gęstsze w warstwie zbitej aniżeli w warstwie gąbczastej. Rozmieszczenie i ilość każdej z wymienionych struktur w kości zależne są od jej kształtu, a ten warunkowany jest z kolei funkcją jaką spełnia poszczególna kość w szkielecie.
Cała zewnętrzna powierzchnia kości, z wyjątkiem tej, która tworzy stawy (na powierzchniach stawowych kość pokryta jest chrząstką stawową) otoczona jest ścisle przylegającą do kości błoną włóknistą - okostną. Okostna jest bogato unaczyniona i unerwiona. Dzięki okostnej, w której znajdują się komórki podobne do osteoblastów (patrz dalej), następuje zgrubienie kości poprzez odkładanie się nowych warstw kości na jej powierzchni.

Ze względu na kształt kości szkieletu można je podzielić na:
- Kości długie - (np. kość ramienna, udowa, kości przedramienia, podudzia, śródręcza, śródstopia i palców) zbudowane są prawie wyłącznie z istoty korowej. Na obu końcach trzonów kości długich znajdują się naturalne maczugowate zgrubienia - nasady, wypełnione przez warstwę gąbczastą. Między nasadami i trzonem kości wyróżnia się dodatkowo tzw. przynasady. Jest to miejsce, gdzie odbywa się wzrost kości na długość. W okresie wzrostu, nasada oddzielona jest od przynasady chrząstką, noszącą nazwę chrząstki wzrostu lub nasadowej. Jama szpikowa w trzonie kości długich i przestrzenie międzybeleczkowe nasad wypełnione są szpikiem.
- Kości płaskie - (np. kości czaszki, mostek, żebra, kości miednicy) utworzone są przez blaszki zewnętrzne i wewnętrzne mające strukturę warstwy korowej, które przedzielone są cienką warstwą kości gąbczastej.
- Kości różnokształtne - (np. kości nadgarstka, stępu, kręgi) otoczone są warstwą istoty korowej podobnie jak kości długie, z reguły jest ona jednak cieńsza. Wypełnione są prawie wyłącznie warstwą gąbczastą.

Składnikami tkanki kostnej w 70% są elementy nieorganiczne (głównie hydroksyapatyt) i w 30% organiczne. Część organiczna składa się z komórek i macierzy kostnej utworzonej z włókien kolagenu oraz innych białek niekolagenowych. Podstawowymi typami komórek kostnych są:

- Osteocyty - są ostateczną formą komórek dojrzałej kości, powstają z przemiany osteoblastów w trakcie mineralizacji macierzy kostnej.
- Osteoblasty - są komórkami tworzącymi kość (kościotwórcze), występującymi w miejscach, gdzie odbywa się wzrost lub przebudowa tkanki kostnej. Osteoblasty wytwarzają część organiczną macierzy kostnej, w której następnie odkładają się kryształy fosforanów wapnia (hydroksyapatyt).
- Osteoklasty - są komórkami resorbującymi kość (kościogubnymi), uczestniczącymi w prawidłowym procesie przebudowy tkanki kostnej. Przy nadmiernej przewadze aktywności osteoklastów względem osteoblastów dochodzi do patologicznego procesu utraty masy kostnej.

<<< Powrót

Mięśnie szkieletowe

Ryc.9-2 Mięśnie szkieletowe człowieka

Częścią dynamiczną narządów ruchu są mięśnie szkieletowe (Ryc.9-2), czyli te, które są zależne od naszej woli. Pod względem budowy histologicznej (tkankowej) nazywane są mięśniami poprzecznie prążkowanymi. Przedłużeniem mięśni (brzuśców mięśniowych) są ścięgna zbudowane z tkanki łącznej, za pomocą których mięśnie łączą się z kośćmi. Specjalna budowa tkankowa mięśni powoduje, że mają one zdolność kurczenia się. Na staw działają grupy mięśni o przeciwnych kierunkach działania (grupy antagonistyczne). Dzięki różnicy napięcia między zginaczami i prostownikami lub przywodzicielami i odwodzicielami możliwy jest ruch w stawach, czasami bardzo złożony.

<<< Powrót

Stawy

Stawy są to ruchome połączenia między kośćmi. Powierzchnie stawowe kości pokryte są chrząstką stawową i są względem siebie odpowiednio dopasowane (np. głowa kości udowej i panewka stawu biodrowego). W obrębie stawów mogą istnieć także dodatkowe elementy chrzęstne, dopasowujące powierzchnie stawowe podczas ruchu w stawie np. łąkotki w stawie kolanowym (Ryc.9-3). Stałym elementem budowy stawu jest torebka stawowa utworzona z tkanki łącznej, w obrębie której znajduje się jama stawowa wypełniona mazią stawową. Strukturami, które dodatkowo stabilizują staw są więzadła - połączenia kostno-kostne z tkanki łącznej. Mogą one znajdować się pozastwawowo - często ściśle łącząc się z torebką stawową, a także w jamie stawowej.

neurony pośredniczące, neurony wstawkowe, interneurony, neurony, zwykle o krótkich aksonach i charakterze hamującym (→ neurony hamujące), przekazujące informację między dwoma innymi neuronami, termin w szerszym znaczeniu można odnieść do każdego neuronu zlokalizowanego między → n. czuciowym a → n. ruchowym, przekazującego informację w obrębie ośrodków nerwowych i między nimi.

EPSP - postsynaptyczny potencjał pobudzający

Komórki Renshaw - wywołują zwrotne hamowanie neuronu: gdy docierający do efektora impuls jest bardzo słaby, dzięki komórkom Renshaw, do których także dociera, nie wywołuje on reakcji i efektor nie wykonuje pracy na próżno.

Aby opisać odruch trzeba :

1. Przebieg elementów

2. liczbę synaps i typ hamulcowy , pobudzeniowy

3. przełącznikowy

Regulacja czynności odruchowej

neurony czuciowe to neurony, które wychodzą swoimi wypustkami z włókien mięśniowych i tworzą synapsy z rdzeniem kręgowym lub pniem mózgu. W łuku odruchowym bodźce są przekazywane neuronami czuciowymi do neuronów pośredniczących, skąd odpowiedź na nie jest przesyłana neuronem motorycznym do mięśnia.

Neurony ruchowe to komórki nerwowe leżące w rdzeniu kręgowym i mózgowiu. Każdy neuron ma palczaste wypustki, zwane dendrytami, którymi odbiera impulsy z innych neuronów. Pod wpływem tych impulsów neuron wysyła własne impulsy. Biegną one wzdłuż wychodzącego z neuronu włókna (aksonu) do sterowanego przez ten neuron mięśnia.

Włókno I a - czuciowym doprowadzającym

Neuron Alfa - Informuje system na jakiej długości się kurczyć. Informuje z jaką siłą ma nastąpić skurcz.

Właściwości i budowa układu nerwowego

Układ nerwowy (łac. systema nervosum; ang. nervous system) - u organizmów wielokomórkowych jest to wyspecjalizowany zbiór komórek charakteryzujących się zdolnością do generowania specyficznych sygnałów, jakie mogą zostać przekazane innym komórkom nerwowym, bądź komórkom mięśniowym lub gruczołom i jakie mogą wywołać u odbiorcy określone zmiany. Istotnym elementem sygnału komórek nerwowych jest impuls elektrochemiczny. Niektóre komórki cechują się możliwością generowania i przenoszenia sygnałów na skutek oddziaływań mechanicznych, pod wpływem promieniowania elektromagnetycznego, czy też w wyniku kontaktu z określonymi substancjami chemicznymi. Inne zaś potrafią przenosić sygnały do komórek mięśniowych, które na skutek tych sygnałów dokonują skurczu. Tym samym, zbiór komórek nerwowych, będący częścią bardziej złożonego systemu (np. jakiegoś organu, narządu, lub w ogóle organizmu jako całości), zapewnia możliwość reagowania tego systemu na zmiany zachodzące w jego otoczeniu.

UKŁAD NERWOWY

RECEPTORY
· Bodziec charakterystyczny dla danego receptoru nazywa się adekwatnym (swoistym); wyjątkiem są nocyreceptory (receptory bólu), które nie są wyspecjalizowane
· Recepcja - odbieranie bodźców
· Narząd wzroku - u stawonogów są oczy złożone z oczek elementarnych(omatidiów); owady dzienne mają oczy apozycyjne (dają w miarę ostre widzenie), owady nocne i skorupiaki mają oczy superpozycyjne (mniej omatidiów ale bardziej czułe); oko człowieka to:
a) błona włóknista - nieprzezroczysta twardówka, przezroczysta rogówka
b) błona naczyniowa - barwna tęczówka, ciałko rzęskowe , naczyniówka
c) siatkówka
d) spojówka - delikatna przezroczysta błona pokrywająca rogówkę i wewnętrzną powierzchnię powiek, jej powierzchnia zwilrzana jest przez gruczoły łzowe.
- obraz rzeczywisty, pomniejszony, odwrócony
- pręciki - nie pozwalają na widzenie kolorów i precyzyjne widzenie - bardzo czułe
- czopki - pozwalają widzieć barwy i ostry obraz - mniej czułe
- plamka żółta - obszar najbardziej precyzyjnego widzenia
- zakres fal światła widzianego - 400-700 nm.
- akomodacja - zmiana kształtu soczewki, obserwacja objektów z różnej odległości
- punkt dali (6m) - powyżej tej odległości oko nie akomoduje i jednocześnie nie męczy się; poniżej tej odległości następuj odruchowy skurcz mięśnia ciała rzęskowego i soczewka przyjmuje kształt coraz bardziej kolisty
- punkt bliży (10 cm u dzieci) - jeśli obiekt znajdzie się w mniejszej odległości niż ten punkt to obraz jest nieostry
- molekularny mechanizm pobudzania fotoreceptorów /rysunek/
- zwiększenie natężenia światła - zwężenie źrenicy
- maleje natężenie światła - rozszerzenie źrenicy
- powstający w mózgowiu obraz jest trójwymiarowy
- oczy miarowe - prawidłowo skupiają promienie świetlne
- oczy niemiarowe - krótkowzroczność, dalekowzroczność, astygmatyzm /rysunek/
- zaćma /katarakta/ - zmętnienie soczewki oka, przyczyną jest starzenie lub infekcja
- jaskra - wzrost ciśnienia płynu w gałce ocznej, zaburzenia krążenia krwi w oku, przyczyną jest starzenie lub stany zapalne; może dojść do degeneracji elementów nerwowych siatkówki, chory cierpi na zawężenie pola i niedomaganie ostrości widzenia
Narząd słuchu i równowagi
- statocysta - najprostrzy narząd równowagi
- narządy tympanalne - narząd słuchu niektórych owadów
- ucho człowieka:
- ucho zewnętrzne - małżowina uszna i przewód słuchowy zewnętrzny zamknięty przez błonę bębenkową
- ucho środkowe - młoteczek, kowadełko, strzemiączko ( jamę ucha środkowego łączy z gardłem trąbka słuchowa, która wyrównuje ciśnienie po obu stronach błony bębenkowej)
- ucho wewnętrzne - błędnik /przedsionek i trzy kanały półkoliste/, ślimak; wypełnione jest płynem śródchłonką,
- zakres częstotliwości - 16 - 20 kHz /maleje z wiekiem/
- decybele (dB) - jednostki pomiaru poziomu natężenia dźwięku; zakres natężenia to 0 dB do 140 dB /powyżej następuje uszkodzenie ślimaka/
narząd węchu
- u owadów stożki węchowe na czułkach; u kręgowców pola węchowe
- ze względu na wrażliwość węchową zwierzęta dzielimy na:
a) mikrosmatyczne - słabe możliwości węchowe /u człowieka 5 cm²/
b) makrosmatyczne - duże możliwości węchowe /psy do 80 cm²; znakomitymi węchowcami są rekiny/
- feromony - hormony socjalne, egzohormony - specyficzny rodzaj komunikacji węchowej u owadów i ssaków
narząd smaku
- kubek smakowy-zagłębienie w błonie śluzowej brodawek języka, zbudowany jest z:
a) komórek smakowych
b) komórek podporowych
- u człowieka ok. 2000 kubków; 200 000 u suma; kilkaset u ptaków
- małe dzieci mają kubki smakowe na wargach i w okolicy ust /czemu lubią mazać się czekoladą?/
- lokalizacja smaków na języku:
GORZKI SŁONY KWAŚNY SŁODKI
teoria membranowa
· polaryzacja spoczynkowa - po obu stronach błony rozmieszczenie ładunków elektrycznych nie jest równomierne - na zewnątrz błona naładowana jest bardziej dodatnio niż jej wnętrze; naturalne tempo dyfuzji jest niewielkie ale wyrównuje stężenia po obu stronach błony - /trzeba temu zaradzić/ - pompa sodowo-potasowa kosztem ATP przerzuca jony wbrew gradientowi stężeń /transport aktywny!!/; molekularny przenośnik obracając się przemieszcza jednocześnie jony Na+ na zewnątrz i jony K+ do wnętrza komórki; jony te mają różne właściwości elektryczne stąd pomiar za pomocą mikroelektrod wykazuje różnicę potencjału powierzchni neurylemy - 70mV /potencjał spoczynkowy/. Działanie licznych pomp wymaga obecności Mg +2 i ATP.
· Depolaryzacja - bodziec o dostatecznej energii powoduje otwarcie kanałów jonowych - jony sodu i potasu zmieniają położenie - sód wlewa się do wnętrza a potas na zewnątrz; różnica potencjału powierzchni neurylemy wynosi +40mV /potencjał czynnościowy/ - ta sytuacja trwa 1ms, po czym kanały jonowe zamykają się a pracuje pompa sodowo-potasowa.
· Fala depolaryzacyjna - zaburzenie, widoczne jako potencjał czynnościowy, prowadzi po sąsiedzku do depolaryzacji - powstaje fala depolaryzacji- wyładowanie wywołuje następne i następne... prędkość fali jest wprost proporcjonalna do grubości włókien nerwowych; we włóknach bezosłonkowych fala ma charakter ciągły - prędkość 0,3-2m/s , we włóknach z osłonkami fala dochodzi do osłonki i „przeskakuje” do następnego przewężenia /cieśń Ranwiera/ prędkość 120m/s. Pojedyncze włókno przewodzi zgodnie z zasadą „wszystko albo nic” - bez względu na siłę bodźca fala depolaryzacyjna jest zawsze taka sama „bodziec progowy jest bodźcem maksymalnym”; amplituda potencjału czynnościowego jest też zawsze taka sama, niezależnie od odległości /przewodzenie odbywa się bez strat - przewodzenie bez dekrementu/
· Synapsy - miejsce styku i przekazu sygnałów nerwowych;
· synapsy chemiczne - podlegają znużeniu, przekaz nie jest tak szybki, asymetryczne, przewodzenie jednokierunkowe, ze waględu na wywoływany efekt dzielimy je na pobudzające i hamujące
- synapsy pobudzające - neuroprzekaźnik wywołuje w błonie postsynaptycznej postsynaptyczny potencjał pobudzający (EPSP), można sumować pobudzenia w czasie i przestrzeni,jeśli do synapsy dochodzi kilka zakończeń to efekt ich wyładowań też się sumuje; neuroprzekaźniki /mediatory, transmitery/ pobudzające to - acetylocholina, adrenalina, noradrenalina, dopamina.
- Synapsy hamujące - neuroprzekaźnik wywołuje postsynaptyczny potencjał hamujący (IPSP), czyli błona ulega hiperpolaryzacji i staje się mniej wrażliwa, mediatory hamujące to - GABA /kwas γ-aminomasłowy - pochodna kwasu glutaminowego/ i glicyna.
· Synapsy elektryczne - nie męczą się, przekaz natychmiastowy, możliwość sterowania aktywnością tych synaps jest ograniczony, przewodzą impuls w obu kierunkach.
Układ nerwowy człowieka
- Ośrodkowy /centralny/ układ nerwowy (OUN) zbudowany z mózgowia i rdzenia kręgowego; tk. nerwowa tworzy istotę szarą /skupienia ciał kom. nerwowych/ oraz istotę białą /skupienie włókien nerwowych tworzących drogi nerwowe/; w mózgowiu istota szara jest na powierzchni w postaci kory nerwowej; mózgowie tworzy - kresomózgowie /półkule mózgowe/, międzymózgowie, śródmózgowie, tyłomózgowie wtórne /móżdżek i most/, rdzeń przedłużony; w medycynie lekarze wyróżniają - mózg /kresomózgowie i międzymózgowie/ oraz pień mózgu /śródmózgowie, móżdżek i most oraz rdzeń przedłużony/
1. Rdzeń przedłużony - ruchy oddechowe, częściowo praca serca, połykanie, żucie, ssanie, wymioty, kaszel, wydzielanie potu, rozszerzanie naczyń krwionośnych, reguluje tempo podstawowej przemiany materii. Tu znajdują się jądra 4 z 12-tu par nerwów czaszkowych
2. Móżdżek - dwie półkule połączone robakiem, pokryte trójwarstwową korą móżdżku; tu zachodzi integracja impulsów z ucha wewnętrznego dzięki czemu utrzymujemy równowagę i wyprostowaną postawę ciała, koordynacja złożonych ruchów dowolnych /móżdżek nie inicjuje ruchów ciała, on koordynuje/, lekkie napięcie mięśni szkieletowych /tonus/; uszkodzenie móżdżka powoduje ataksję - niezborność ruchowa, astenię - szybkie męczenie się mięśni, atonię - utrata napięcia mięśniowego, astazję - drżenie zamiarowe. Most zawiera 4 jądra n. czaszkowych /V-VIII/
3. Śródmózgowie - krótki odcinek pnia mózgu; koordynacja pracy mięśni gałki ocznej. Tu są jądra III i IV pary n czaszkowych
4. Międzymózgowie - nadwzgórze połączone z szyszynką, wzgórze oraz podwzgórze; centrum koordynacji nerwowej i hormonalnej; ośrodki motywacyjne: pokarmowy /sytości i głodu/, pragnienia, agresji, ucieczki, termoregulacyjny, rozrodczy /wyzwala popęd płciowy, inny u kobiet i mężczyzn/; ośrodki wpływające na stany motywacyjne: zdobywania oraz unikania
5. Kresomózgowie - tworzą dwie półkule mózgowe połączone spoidłem wielkim /ciało modzelowate/; jest pofałdowane co daje uwypuklenia zw. zakrętami. Półkulę lewą od prawej oddziela strzałkow szczelina podłużna mózgu. W obrębie półkul są: bruzda środkowa /Rolanda/ i boczna /Syleiusza/.półkule podzielono na płaty: czołowy, ciemieniowy, skroniowy, potyliczny.
Powierzchnię półkul pokrywa płaszcz mózgu
1. istota szara /2000cm², od 1,5 do 5mm/
- kora mózgu, głównie kora nowa o sześciowarstwowej budowie
- węchomózgowie
- hipokamp
2. istota biała zbudowana z włókien n:
- kojarzeniowych
- spoidłowych
- rzutowych
przestrzenie wewnętrzne OUN wypełnia płyn mózgowo-rdzeniowy
mózgowie opuszcza 12 par nerwów czaszkowych:
1. nerwy czuciowe - zawierają wł aferentne, są to I n wechowe, II n wzrokowe, VII n równoważno-słuchowe
2. nerwy ruchowe - zawierają wł eferentne, są to III n okoruchowe, IV n bloczkowe, VI n odwodzące, XI n dodatkowe, XII n podjęzykowe
3. nerwy mieszane - zawierają oba rodzaje włókien, są to V n trójdzielne, VII n twarzowe, IX n językowo-gardłowe, X n błędne
rdzeń kręgowy opuszcza 31 par nerwów rdzeniowych
wszystkie mają charaktermieszany
- 8 par nerwów szyjnych
- 12 piersiowych
- 5 lędźwiowych
- 5 krzyżowych
- 1 para nerwów guzicznych
Ośrodkowy układu nerwowy jest dobrze chroniony
Chronią go trzy błony łącznotkankowe zw. oponami mózgowo-rdzeniowymi:
1. twarda - zewnętrzna,
2. pajęczynówka - środkowa, oddzielona od twardej /szczeliną/ jamą podtwardówkową, od niej odchodzą wł łącznotkankowe do opony twardej i miękkiej
3. miękka /naczyniówka/ - unaczyniona przylega do uk. nerwowego, pomiędzy nią a pajęczynówką jest jama podpajęczynówkowa wypełniona płynem mózgowo-rdzeniowym
mózgowie czł buduje 20 miliardów neuronów
inteligencja jest wykładnikiem sprawności kory mózgowej
kora otrzymuje informacje:
1. drogami swoistymi - przez całe życie, nie jesteśmy świadomi ich istnienia
2. drogami nieswoistymi - uświadamiamy je sobie jako postrzeganie zmysłowe
czynność mózgu przejawia się w aktywności elektrycznej mierzonej elektroencefalografem
W korze znajdują się ośrodki czuciowe i ruchowe. I tak:
1. płat ciemieniowy /zakręt zaśrodkowy/ - znajdują się pola 1-3 grupujące ośrodki czuciowe - dotyku, smaku, temperatury, bólu
2. płat czołowy /zakręt przedśrodkowy/ - pole 4, są tu ośrodki motoryczne -stóp, kolan, bioder, brzucha, rąk, palców,twarzy. Pola 9-12 sterujące złożonymi formami zachowania w uproszczeniu inteligencją
3. płat potyliczny - tu jest pole 17 odbiera wrażenia wzrokowe, tu jes oś wzrokowy mowy, który czytanie /rozpoznawanie liter. /aleksja-utrata umiejętności czytania, chory widzi ale nie rozpoznaje liter/
4. płat skroniowy /zakręt skroniowy górny/ jest tu oś słuchowy mowy (Wernickiego), afazja czuciowa -niemożność rozumienia słyszanych słów, chory słyszy ale nie rozumie
5. płacik skroniowy /w płacie skroniowym/ - pole 41, nadrzędny ośrodek słuchu
6. zakręt skroniowy górny - pole 44, ośrodek ruchowy mowy (Broca), afazja ruchowa niemożność wyartykułowania ale chory wydaje dźwięki. Nad polem 44 jest ośruchów pisarskich ręki, agrafia - brak zdolności pisania, chory może wykonywać złożone ruchy. Pole 38 - oś pamięci długotrwałej
7. na styku pł ciemieniowego, potylicznego i skroniowego znajduje się nadrzędny oś mowy /dobrze rozwinięty u kobiet/

Złożone czynności wymwgają współdziałania:
- GNOZJE - zdolność kory do rozpoznawania przedmiotów, zjawisk oraz ich oceny. Agnozja - niemożność rozpoznania i oceny wrażeń zmysłowych, chory nie rozpozna przedmiotu trzymanego w ręku jeśli go nie widzi /ten przykład to astereognozja
- PRAKSJE - zdolność do kierowania wykonywaniem złożonych czynności zamierzonych np. otwarcie książki na odpowiedniej stronie. Apraksja - chory jestzupełnie bezradny
Typy sygnałów docierających ze środowiska:
- pierwszy układ sygnałowy - wszystkie sygnały które sygnalizują przedmioty namacalne i ważne, wywołują reakcje obronno-ruchowe typu konkretnego
- drugi układ sygnałowy - sygnały abstrakcyjne, opisują przedmioty i zdarzenia za pomocą symboli tj mowa, sztuka, matematyka
klasyfikacja czynnościowa ukł nerwowego zależna od siły reakcji:
- typ słaby /melancholik/
- typ silny
a) niezrównoważony /choleryk
b) zrównoważony, ruchliwy /sangwinik/
c) zrównoważony, spokojny /flegmatyk/
specjalizacja funkcjonalna ukł nerwowego:
- somatyczny ukł nerwowy / SUN, animalny, ojkotropowy/
- autonomiczny ukł nerwowy /AUN, wegetatywny/
anatomicznie rozdzielić ich nie możnz, ale:
1. ośrodki AUN rozmieszczone są nierównomiernie
2. w AUN brak jest włókien dwuosłonkowych /szybkich/, są one w SUN
3. w AUN drogi eferentne są dwuneurinowe i występują zwoje, w SUN drogi są jednoneuronowe i nie ma zwojów
4. w SUN a synapsach mediatorem jest acetylocholina, w AUN zakończenia są cholinergiczne i adrenergiczne (wydzielana jest noradrenalina)
5. wspólne mają włókna aferentne tylko ich informację inaczej wykorzystują.
W AUN wyróżniamy dwie „sprzeczne” części:
1. współczulną /sympatyczna, piersiowo-lędźwiowa/ - od I kręgu piersiowego do II kręgu lędźwiowego, hamuje czynności związane z trawieniem, podkręca gotowość ruchową tj krążenie, wymianę gazową; pozwala na satysfakcję seksualną
2. przywspółczulny /parasympatyczny,czaszkowo-krzyżowy/ - od śródmózgowia, rdzeń przedłużony i odcinek krzyżowy rdzenia kręgowego, 90% włókien tego układu biegnie w nerwie błędnym, hamuje mobilizacje ruchową organizmu, pobudza procesy związane z trawieniem,

Włókna czuciowe - rząd milionów

Neurony pośredniczące - rząd dziesiątków miliardów ( najwięcej )

Moto neurony - 150 tys. Moto neuronów

Klasyfikacja biologiczna - szeregowanie organizmów w uporządkowany sposób według zasad systematyki biologicznej. Wynikiem tego procesu jest logiczny układ systematyczny prezentujący aktualny w danym okresie stan wiedzy o podobieństwie i pochodzeniu organizmów. W zależności od przyjętej metody badawczej może to być hierarchiczny układ oparty o kategorie systematyczne lub drzewo filogenetyczne, może obejmować wszystkie znane nauce organizmy lub ich określoną grupę. Dziedziną biologii, która zajmuje się klasyfikowaniem organizmów jest systematyka organizmów, a reguły klasyfikacji i nazewnictwa systematycznego określa jej poddyscyplina - taksonomia.

Układ hierarchiczny : polega na reakcji , decyzjach

1. Neurony pośredniczące

2. Włókna czuciowe

3. moto neurony

bodziec progowy - bodziec o najmniejszej intensywności niezbędnej do wywołania reakcji.
Bodziec progowy powoduje zatrzymanie działania pompy sodowo-potasowej i gwałtowne wnikanie jonów sodu do wnętrza komórki, co doprowadza do zaniku polaryzacji błony komórkowej.

Potencjał spoczynkowy to różnica potencjałów (napięcie) między obiema stronami błony plazmatycznej niepobudzonej komórki pobudliwej.

Wszystkie napięcia na błonie wyraża się jako różnice potencjału wnętrza komórki do potencjału po stronie zewnętrznej. Potencjały spoczynkowe mają wartości ujemne, które w komórkach nerwowych wahają się między -65 mV a -90 mV. Powstanie potencjału spoczynkowego jest spowodowane przede wszystkim tendencją jonów potasu do przepływania zgodnie z gradientem stężenia tych jonów z wnętrza na zewnątrz błony komórkowej. Powoduje to pozostanie niewielkiego nadmiaru ładunków ujemnych po wewnętrznej stronie błony. Inne jony (np. sodu) jedynie w niewielkim stopniu wpływają na wartości potencjału spoczynkowego. Siła elektrochemiczna, powodująca ruch jonu poprzez błonę komórkową, jest różnicą między potencjałem spoczynkowym a potencjałem równowagi dla danego jonu. Potencjał równowagi jonu jest to taki potencjał, przy którym wpływ tego rodzaju jonów z komórki jest równy ich wpływowi do jej wnętrza.

Potencjał równowagi dla poszczególnych jonów można obliczyć stosując równanie Nernsta. Potencjały spoczynkowe można obliczyć stosując równanie Goldmana, które uwzględnia wszystkie zaangażowanie rodzaje jonów.

---