Budowa i fizjologia układu nerwowego człowieka

Podstawowymi jednostkami strukturalnymi układu nerwowego są neurony, czyli komórki nerwowe. Obok nich układ nerwowy człowieka tworzą również komórki glejowe. Komórki nerwowe i glejowe wytworzyły się z tych samych listków zarodkowych, ale spełniają inne funkcji.

Komórki glejowe

Komórki glejowe mają charakter nabłonkowy i tworzą wyściółkę komór mózgu i kanału środkowego rdzenia kręgowego. Tworzą również wypustki cytoplazmatyczne, wnikające między neurony i pełniące w stosunku do nich funkcje: izolacyjną, podporową i odżywczą. Komórki glejowe nazwano nuroglejem, który podzielono na makroglej i mikroglej.

Makroglej składa się z astrocytów włóknistych i protoplazmatycznych. Z perikarionów komórek astrocytowych odchodzą wypustki. Większą ich ilość zawierają astrocyty protoplazmatyczne. Występują one w ośrodkowym układzie nerwowym (w istocie szarej), oraz w zwojach nerwów obwodowych. Astrocyty włókniste z kolei występują w rdzeniu kręgowym i mózgowiu (w istocie białej). Posiadają one mniej wypustek w stosunku do astrocytów protoplazmatycznych, które są dodatkowo mniej rozgałęzione.

Mikroglej występuje w rdzeniu kręgowym i mózgowiu. Wypustki komórek mikroglejowych są nieliczne i odchodzą w prawie wszystkie strony.

Komórki nerwowe

Zbudowane są z perikarionu oraz dendrytów (wypustek protplazmatycznych) i aksonu (wypustek osiowych). Perikarion to ciało komórki, natomiast dendryty i akson to jej wypustki. Perikariony mogą przybierać bardzo różne kształty: kuliste, wrzecionowate, podłużne itp. Dendrytów komórka nerwowa posiada kilka, a akosn jest pojedynczą osiową wypustką. Funkcją neurytów, (bo również w ten sposób nazywane są aksony) jest przekazywanie impulsu pochodzącego z komórki, a za przekazywanie impulsów do komórki nerwowej odpowiedzialne są dendryty.

W cytoplazmie neuronów znajdują się:

• mitochondria,

• aparty Golgiego,

• struktury z kwasem rybonukleinowym, tak zwane tigroidy,

• neurofibryle, czyli włókienka nerwowe, tworzące gęstą sieć:

• neurofilamenty,

• neurotubule (włókienka w postaci cienkich rureczek).

Typy włókien nerwowych:

• Bezrdzenne, czyli szare otoczone hemocytami, które tworzą tzw. osłonkę Schwanna. Występują w układzie wegetatywnym.

• Rdzenne (mielinowe) posiadające podwójną osłonkę. Osłonka mielinowa powstaje poprzez nałożenie na siebie wielu warstw substancji lipidowych. Mielina to wytwór lemocytów, które owijając się kilkakrotnie wokół aksonów tworzą osłonkę ze swojej własnej błony komórkowej ułożonej w kilka warstw. Mielina nie tworzy ciągłej osłony aksonu i w regularnych odstępach (w miejscu styku lemocytów) tworzy przewężenie zwane węzłem Ranviera. Włókna rdzenne budują nerwy somatycznego układu nerwowego i niektóre wypustki układu wegetatywnego. Mielina spełnia rolę ochrony mechanicznej i izolatora elektrycznego oraz ułatwia przenikanie substancji chemicznych do aksonu.

• Nagie - pozbawione są osłonek, otoczone jedynie neurolemmą (osłonką Schwanna) znajdującą się na osłonce mielinowej.

Typy włókien wchodzących w skład nerwów:

• Motoryczno - somatyczne (występują w mięśniach poprzecznie prążkowanych w kończynach i tułowiu),

• Motoryczno - wisceralne, lub inaczej motoryczno - trzewiowe - uchodzą do mięsni gładkich, występujących w przewodzie pokarmowym, przewodzie i pęcherzu moczowym, również do nasieniowodów, jajowodów, macicy oraz do gruczołów dokrewnych, skórnych i należących do przewodu pokarmowego,

• Sensoryczno - somatyczne - które między innymi z narządów zmysłowych, mięśni szkieletowych, torebek stawowych i skóry, przewodzą impulsy,

• Sensoryczno - wisceralne lub sensoryczno - trzewiowe - przewodzące impulsy o charakterze czuciowym z narządów wewnętrznych (trzewnych).

Komórki nerwowe ze względu na funkcje, które pełnią dzieli się na:

• Zbudowane z neurytów, neurony ruchowe, zwane też sensorycznymi, odśrodkowymi bądź eferentnymi, ponieważ przewodzą impuls z ośrodkowego układu nerwowego do odpowiednich miejsc odbioru np. mięśni, czyli do efektorów,

• Zbudowane z dendrytów neurony czuciowe, zwane również motorycznymi, dośrodkowymi, bądź aferentnymi, stanowiące pod względem czynnościowym przeciwieństwo neuronów ruchowych, ponieważ przewodzą impuls od miejsc odbioru, czyli receptorów (np. zmysłów) do ośrodkowego układu nerwowego,

• Zbudowane zarówno z neurytów, jak i dendrytów neurony kojarzeniowe, zwane asocjacyjnymi bądź pośredniczącymi, które jak nazwa wskazuje pośredniczą w przewodzeniu impulsów od neuronów aferentnych do neuronów eferentnych.

Ze względu na ilość otrzymywanych bodźców komórki nerwowe można podzielić na:

• Receptory - to komórki nerwowe, które otrzymują bodźce ze środowiska zewnętrznego (światło, bodźce mechaniczne, elektryczne, temperatura itp.), a następnie te bodźce przetwarzają,

• Neurony synaptyczne - to komórki, które otrzymują za pośrednictwem synaps informacje z innych neuronów już przetworzone i zakodowane.

Ze względu na ilość wypustek neurony można podzielić na:

• wielobiegunowe z długim, lub z krótkim aksonem, przy czym te pierwsze są komórkami nerwowymi ruchowymi i występują między innymi w rdzeniu kręgowym, a te drugie pośredniczącymi znajdującymi się na przykład w substancji szarej,

• dwubiegunowe,

• jednobiegunowe,

• rzekomojednobiegunowe.

Rozprzestrzenianie się informacji w układzie nerwowym

Organizm odbiera bodźce i przekształca je w impulsy. Wyróżnia się trzy etapy przewodnictwa:

• odbiór bodźca,

• przewodnictwo impulsu,

• przekaźnictwo impulsu.

Neurylemma z zewnątrz naładowana jest dodatnio, od wewnątrz - ujemnie. Na zewnętrznej stronie znajdują się jony sodowe (Na⁺) i potasowe (K⁺), przy czym stężenie jonów sodowych jest wyższe w stosunku do stężenia jonów potasowych. Na stronie wewnętrznej jest dokładnie odwrotnie, a więc stężenie jonów potasowych jest wyższe w stosunku do stężenia jonów sodowych. Taki stan błony to stan polaryzacji (inaczej stan spoczynkowy) i oznacza on, że błona ta jest gotowa do odbioru bodźca.

Bodziec posiadający siłę, która jest w stanie zakłócić stan polaryzacji to bodziec progowy, ale wymienia się trzy rodzaje bodźców:

• bodziec podprogowy - nie mający wystarczającej siły, aby doprowadzić do depolaryzacji błony,

• bodziec nadprogowy - bodziec o sile, która zawsze wywołuje depolaryzację,

• bodziec progowy - posiadający siłę minimalną, potrzebną do spowodowania depolaryzacji.

W błonie neurylemmy działają białka, które przerzucają na zewnątrz jony sodowe, a do wewnątrz jony potasowe, dzięki temu możliwe jest utrzymanie polaryzacji. Jeżeli na dendryt zadziała bodziec, który ma wartość progową, spowoduje to wypchnięcie dodatniego jonu sodowego. Jony sodowe następnie wracają na swoje miejsce i powodują "przepchnięcie" bodźca na jon sąsiedni. Takie przesuwanie bodźca powoduje, że zamienia się on w impuls. Bodziec we włóknach osłonowych przedostaje się z prędkością 120 m/s.

Impulsy nerwowe przemieszczają się z komórek do komórek poprzez synapsy. Synapsy są miejscami styku pomiędzy neuronami (synapsy międzyneuronalne), albo pomiędzy neuronami i innymi komórkami, które przekazują impuls nerwowy (synapsy neuronowe - efektorowe). Te ostatnie mogą to być synapsy nerwowo - mięśniowe, jeżeli neuron styka się z komórką mięśniową, nerwowo - gruczołowe, jeżeli z komórką gruczołu itd. Przekazywanie impulsu może odbywać się na drodze chemicznej, bądź elektrycznej. Ponadto wyróżnia się dwa rodzaje błony synaptycznej: postsynaptyczną, jeżeli jest to błona dendrytu i presynaptyczną, jeżeli jest to błona znajdująca się na zakończeniu neuronu. Pomiędzy błonami stanowiącymi element składowy każdej synapsy znajduje się jeszcze tak zwana szczelina synaptyczna, czyli przerwa pomiędzy tymi błonami. Występują dwa rodzaje tej szczeliny: pierwotna i wtórna. Pierwotna szczelina synaptyczna znajduje się pomiędzy błonami przedsynaptyczną i podsynaptyczną. Szczelina wtórna ograniczona jest fałdami błony podsynaptycznej. W przypadku synapsy chemicznej przekazywanie impulsu polega na wydzielaniu do szczeliny synaptycznej transmiteru, czyli substancji chemicznej. W przedsynaptycznych zakończeniach aksony znajdują się między innymi pęcherzyki synaptyczne, w których zostają magazynowane tak zwane mediatory synaptyczne. Mediator to substancja przenośnikowa, którą jest acetoholina i noradrenilina. Część tych pęcherzyków występuje przy samej błonie przedsynaptycznej w postaci charakterystycznych skupień. Chemiczne przekaźnictwo polega na uwolnieniu z tych pęcherzyków mediatora i wydzielenie go do szczeliny synaptycznej. W przypadku synapsy elektrycznej powstaje ciągłe połączenie, zbudowane z białek zwanych koneksynami tworzącymi kanał, pomiędzy błonami synaptycznymi, co umożliwia węższa szczelina synaptyczna, w porównaniu ze szczeliną w synapsie chemicznej. Substancja ta oddziaływuje jak bodziec to znaczy wywołuje impuls nerwowy w błonie postsynaptycznej

Neurohormony wędrują do błony presynaptycznej i ustawiają się w odpowiedni sposób. Neurofibryle (włókna nerwowe) kurcząc się popychają pęcherzyki do błony, zaś na zasadzie egzocytozy wyrzucają hormony do synaps. Hormony przez błonę postsynaptyczną zostają do niej przyłączone i wywołują impuls nerwowy oraz doprowadzają do jego przewodzenia. W ten sposób impulsy są prowadzone do wyższych ośrodków nerwowych, a stamtąd do efektorów, (czyli miejsc ich odbioru). Wśród synaps między neuronowych dokonuje się też innego ich podziału, na synapsy aksosomatyczne, synapsy aksodendryczne oraz synapsy aksoaksalne. W synapsach aksosomatycznych przedsynaptyczne zakończenia ich aksonów są zlokalizowane na perikarionie, natomiast w przypadku synaps aksodendrycznych zakończenia przedsynaptyczne aksonów znajdują się przy dendrytach, a dokładnie przy ich błonie cytoplazmatycznej. W przypadku synaps aksoaksalnych te same rodzaje zakończeń znajdują się na początkowych odcinkach wypustek osiowych, czyli aksonów.

Reasumując etapy przewodnictwa polegają na odbiorze bodźca, czyli degradacji błony dendrytu, przewodnictwie, czyli na przejściu fali depolaryzacyjnej od dendrytu do aksonu, oraz na przekaźnictwie, czyli na przekazaniu depolaryzacji błonie komórki sąsiedniej.

Budowa i funkcje układu nerwowego

• Podział funkcjonalny układu nerwowego

Nerwowy układ somatyczny odpowiada za kontakt ze środowiskiem zewnętrznym. Układ autonomiczny ma za zadanie koordynację wewnętrzna i jest niezależny od kontroli mózgu. Somatyczny układ centralny stanowi mózg i rdzeń kręgowy, a obwodowy składa się z nerwów odchodzących od mózgu rdzenia kręgowego. Układy synaptyczny i presynaptyczną działają antagonistycznie.

• Centralny układ nerwowy

Zasadniczym jego elementem jest istota biała oraz istota szarą. Istota biała zbudowana jest z wypustek neuronów, a szara z perikarionów komórek nerwowych. W mózgu istota szara stanowi część zewnętrzna, pod którą umiejscowiona jest istota biała, w rdzeniu kręgowym natomiast istota szara zlokalizowana jest pod istotą białą.

• Mózg

Kresomózgowie - składa się z oddzielonych przez podłużną szczelinę dwóch półkul. Ich powierzchnia jest silnie pofałdowana. Fałdy te są poprzecinane rozdzielającymi je bruzdami. Bruzda Rolnda jest bruzdą największą i przebiega od górnej krawędzi mózgu w dół, pod skosem. W skład kresomózgowia wchodzą następujące płaty: czołowy, ciemieniowy, skroniowy, potyliczny. Kora mózgowa to nic innego jak istota szara. Istota szara przenikając nieco leżącą po stronie wewnętrznej istotę białą, tworzy w niej ośrodki podkorowe. Stanowią je skupiska neuronów. Ośrodki korowe natomiast zlokalizowane są w samej, jak nazwa wskazuje korze mózgowej. Ośrodki te znajdują się w odpowiednich płatach i pełnią określone funkcje. Ośrodek wzroku mieści się w płacie potylicznym, słuchu w skroniowym, w płacie czołowym zlokalizowany jest ośrodek ruchowy, a w ciemieniowym ośrodek czuciowy.

Międzymózgowie - w jego skład wchodzi wzgórze i podwzgórze, a także tak zwana komora trzecia, będąca szczeliną. Międzymózgowie jest łącznikiem pomiędzy kreso - i tyłomózgowiem oraz innymi ośrodkami. Od międzymózgowia uzależnione jest wykonywanie czynności kontrolowanych przez autonomiczną część układu nerwowego.

Śródmózgowie - wodociąg mózgu to kanał biegnący przez tą część mózgowia. Zadaniem tego kanału jest łączenie komory trzeciej zlokalizowanej w międzymózgowiu i komory czwartej, biegnącej od komory trzeciej poprzez kanał rdzenia kręgowego. Śródmózgowie ponadto łączy z móżdżkiem, międzymózgowie.

Móżdżek - zlokalizowany jest nad opisaną wyżej czwartą komorą. Oprócz dwóch półkul w jego skład wchodzi tak zwany robak i most Varola. Zbudowany jest z istoty szarej, która jest dość pofałdowana. Most Varola zbudowany jest z perikarionów komórek nerwowych. Łączy on śródmózgowie z móżdżkiem i rdzeniem przedłużonym. W przesyłaniu z kory mózgowej do kory móżdżku impulsów bierze udział most Varola oraz twór siatkowaty. Ten ostatni biegnie od śródmózgowia do rdzenia kręgowego.

Rdzeń przedłużony - od góry ogranicza go most Varola, od dołu zaś rdzeń kręgowy. Przez jego środek przechodzi kanał, którego wypełnia komora czwarta.

• Rdzeń kręgowy.

W jego środku podobnie, jak w przypadku rdzenia przedłużonego znajduje się kanał. Od strony tylnej (grzbietowej) dostają się do niego włókna czuciowe, a od strony przedniej (brzusznej) - włókna ruchowe. Istota szara, która w przypadku rdzenia kręgowego, odwrotnie niż w mózgowiu znajduje się po stronie wewnętrznej, tworzy specyficzną strukturę, którą można odnieść do przypominającej wyglądem litery H.

Mózg i rdzeń kręgowy posiadają osłonę, którą stanowią trzy opony mózgowo - rdzeniowe. Są to opony: twarda, pajęczynowata i naczyniowa. Najbardziej wewnętrzną jest opona naczyniowa, nazywana również miękką. Swoją nazwę zawdzięcza silnemu unaczynieniu, czyli dużej ilości naczyń krwionośnych. Jej wyrostki są zrośnięte z pozostałymi dwoma oponami tworząc tak zwane wiązadło ząbkowane. Środkową oponą jest opona pajęczynówkowa. Od opony zewnętrznej dzieli ją jama podtwardówkowa, a od wewnętrznej, analogicznie, jama podpajęczynówkowa. Opona twarda zlokalizowana jest na zewnątrz pozostałych dwóch opon. Ponadto w jamie podpajęczynówkowej znajduje się płyn mózgowo - rdzeniowy Jego skład chemiczny to: woda, glukoza, białko i sole mineralne. Poprzez działanie amortyzujące ochrania mózg oraz rdzeń kręgowy. Co ważne jest również odpowiedzialny za prawidłowe ciśnienie jamy czaszki.

• Obwodowy układ nerwowy

Składa się z nerwów odchodzących od mózgu i rdzenia kręgowego. Tych pierwszych jest 12 par, a tych drugich 31 par.

• Nerwy rdzeniowe

Nerwy rdzeniowe to nic innego, jak połączenia dwóch korzeni: tylnego z uchodzącymi do niego włóknami czuciowymi i przedniego z włóknami ruchowymi. Do nerwów rdzeniowych należą między innymi: nerw przeponowy, splot lędźwiowy, nerw łokciowy, nerw kulszowy, nerw promienisty. Nerwy rdzeniowe, jako parzyste odchodzą symetrycznie od każdego z rdzeni kręgowych. Do ich powstania dochodzi na skutek połączenia korzeni rdzenia: korzeni grzbietowych i korzeni brzusznych. Włókna trzewiowe oraz somatyczne budują korzeń grzbietowy. W korzeniach tych znajdują się zwoje rdzeniowe zbudowane przez perikariony czuciowych komórek nerwowych. Korzeń brzuszny z kolei zbudowany jest z ruchowych komórek nerwowych. Włókna tych komórek budujących korzeń brzuszny są wypustkami zarówno motoryczno - somatycznymi, jak i motoryczno - trzewiowymi i są one rozmieszczone w rdzeniu kręgowym w istocie szarej. Wynika z tego jasno, że nerwy rdzeniowe zbudowane są ze wszystkich czterech rodzajów włókien wchodzących w skład nerwów, a więc z: motoryczno - somatycznych, motoryczno - trzewiowych, sensoryczno - somatycznych i sensoryczno - trzewiowych. Otwory znajdujące się pomiędzy kręgami umożliwiają wyjście nerwów rdzeniowych. Nerwy opuszczając rdzeń kręgowy rozgałęziają się, tworząc: grzbietową, brzuszną i tak zwaną łączną gałąź. Pierwsza z nich gałąź grzbietowa, jak wskazuje jej nazwa dochodzi do mięśni i skóry znajdującej się na grzbiecie, Gałąź brzuszna analogicznie - dochodzi do mięśni i skóry znajdującej się na brzuchu oraz do ścian ciała po bokach. Ostatnia z gałęzi, gałąź łącząca prowadzi włókna do trzewi i w związku z tym zbudowana jest wyłącznie z włókien trzewnych (wisceralnych). Podczas gdy dwie pierwsze z wymienionych gałęzi ulegają rozdzieleniu na mniejsze nerwy, z których każde biegną do określonych części mięśni i skóry, to gałąź łącząca spaja ośrodkowy układ nerwowy oraz część współczulną autonomicznego układu nerwowego.

• Nerwy mózgowe

Nerwów mózgowych jest dwanaście par. Mogą stanowić włókna ruchowe, lub włókna czuciowe. Te pierwsze, kiedy zaczynają się w mózgu, te drugie kiedy występują w zwojach mózgowych nerwów. Uszkodzenie tych nerwów może powodować poważne konsekwencje np. w przypadku uszkodzenia nerwu wzrokowego może dojść do ślepoty. Wyróżnia się następujące nerwy mózgowe:

• nerwy węchowe,

• nerw wzrokowy,

• nerw przedsionkowo - ślimakowy (równowagi i słuchU0,

• nerw okołoruchowy,

• nerw bloczkowy,

• nerw odwodzący,

• nerw dodatkowy,

• nerw podjęzykowy,

• nerw trójdzielny,

• nerw twarzowy,

• nerw językowo - gardłowy,

• nerw błędny.

• Somatyczny układ nerwowy

Jego głównym zadaniem jest kontakt ze środowiskiem zewnętrznym, czyli przenoszenie bodźców ze środowiska zewnętrznego do miejsc ich odbioru (gruczołów, mięśni itp.). Jego oddziaływanie jest zależne od naszej woli i polega w najogólniejszym ujęciu na umożliwieniu prawidłowego zachowania w odpowiedzi na bodźce, które organizm odebrał.

• Autonomiczny układ nerwowy

Jest podległy działaniu kory mózgowej, Dzieli się go na układ autonomiczny sympatyczny (współczulny) i parasympatyczny (przywspółczulny). Występują tutaj włókna przedzwojowe i zazwojowe. Włókna przedzwojowe stanowią perikarion jednego neuronu tworzący synapsę wraz z aksonami zaczynającymi się w układzie nerwowym ośrodkowym, a kończącymi się w zwoju obwodowym (zwój nerwowy - skupienie ciał komórkowych wielu neuronów zlokalizowane poza centralnym układem nerwowym). Włókna zazwojowe, zwane też pozazwojowymi to takie, których aksony początek swój mają w zwoju, a kończą się w narządach wewnętrznych, które unerwiają.

Sympatyczna część układu nerwowego zbudowana jest z perikarionów komórek nerwowych przedzwojowych, które zlokalizowane są w istocie szarej występującej w rdzeniu kręgowym, a dokładnie w bocznych rogach jego części tworząc ośrodki. Neurony przedzwojowe, które z nich wychodzą tworzą synapsy z komórkami nerwowymi zwojów sympatycznych. Wypustki z nich wychodzące docierają albo do narządów, albo do obwodowych zwojów.

Parasympatyczna część układu nerwowego ma ośrodki znajdujące się w rdzeniu przedłużonym, części rdzenia kręgowego oraz w śródmózgowiu. Długie wyrostki, które z ośrodków wychodzą docierają do zwoju w niedużej odległości od narządu, którego unerwienie stanowią.

Część współczulna i przywspółczulna autonomicznego układu nerwowego działają antagonistycznie. Co jeden zwęża, drugi rozszerza, co jeden przyspiesza, to drugi hamuje itd.

Różnice w budowie i oddziaływaniu części współczulnej i przywspółczulnej autonomicznego układu nerwowego:

• zakończenia włókien pozazwojowych:

• przywspółczulnych wydzielają acetoholinę (włókna cholinergiczne),

• współczulnych wydzielają noradrenalinę (włókna adrenergiczne),

• długość włókien:

• w układzie współczulnym - krótkie włókna cholinergiczne i długie włókna adrenergiczne,

• w układzie przywsółczulnym - długie i krótkie włókna cholnergiczne,

• oddziaływanie na pracę serca:

• układ współczulny - przyspiesza akcję serca,

• układ przywspółczulny - zwalnia lub zatrzymuje akcję serca,

• oddziaływanie na płuca:

• układ współczulny - rozszerza mięsnie oskrzeli,

• układ przywspółczulny - zwężą mięśnie oskrzeli.

• Anatomiczne rozdzielenie układu somatycznego i autonomicznego

• Autonomiczny - rozmieszczenie nierównomierne, somatyczne - centralny układ nerwowy,

• Autonomiczny - brak włókien dwuosłonkowych, szybko przewodzących,

• Autonomiczny - drogi ośrodkowe (eferentne) są dwuneuronowe, w somatycznym - jednoneuronowe,

• Autonomiczny - po drodze znajdują się skupiska ciał nerwowych, w somatycznym - zwojów takich nie ma,

• Autonomiczny - zakończenia nerwów wydzielają acetyloholinę i noradrenalinę, w somatycznym - tylko acetyloholinę.

Funkcje poszczególnych części mózgu:

• Rdzenia przedłużonego:

• regulacja i kontrola odruchowych czynności mięśni klatki piersiowej (ośrodka oddechowego) oddechowego przełyku,

• kontrola procesów takich jak: tętno serca, kurczenie i rozkurczanie naczyń krwionośnych (ośrodek naczynioruchowy), odruchów obronnych (np. kichanie, kaszel), mruganie, wymioty, czynności życiowe.

• Móżdżku (tyłomózgowia):

• koordynacja pracy mięśni szkieletowych,

• przewodzenie impulsów między półkulami,

• koordynacja ruchów prawej i lewej strony.

• Śródmózgowia:

• kontrola odruchów wzrokowych i słuchowych (ośrodek regulujący zwężanie źrenic pod wpływem silnego światła),

• kontrola napięcia mięśniowego,

• kontrola postawy ciała.

• Między mózgowia:

• regulacja procesów fizjologicznych,

• sterowanie procesami termoregulacji, gospodarki termo - elektrolitowej, energetycznej, odczuć głosu i sytości,

• modyfikacja czynności układu krążenia, rejestracja zmian temperatury krwi dopływającej do mózgu,

• kierowanie takimi odczuciami jak: strach, głód, pragnienie, popęd płciowy.

• Kresomózgowie:

• modyfikacji wrodzonych wzorców zachowania się,

• odpowiedzialność za procesy np. uczenia się, kojarzenia, zapamiętywania.

• Twór siatkowaty:

• odpowiada za stany emocjonalne organizmu,

• pobudzenie ośrodków kory mózgowej kresomózgowia,

• ośrodek czuwania.

Odruchy

Odruchy to reakcje czynnościowe układu nerwowego To reakcja efektora, czyli miejsca odbiory bodźca, na ten bodziec

Droga bodźca zamienionego na impuls, od miejsca jego działania do miejsca wykonania to łuk odruchowy.

Impuls odbierany jest przez receptory - wyspecjalizowane komórki nerwowe lub nagie włókna zmieniające bodziec na impuls. Ze względu na rodzaj odbieranej energii, receptory dzieli się na: fotoreceptory, telereceptory, mechanoreceptory i chemoreceptory.

Podział odruchów ze względu na strukturę łuku odruchowego:

• monosynaptyczne - w łuku występuje jedna synapsa, która składa się z dwóch neuronów; doprowadzającego i odprowadzającego, na przykład odruch kolanowy - tam gdzie receptor, tam też efektor),

• bisynaptyczne - w łuku występują dwie synapsy, a więc trzy neurony, dodatkowo występuje neuron pośredniczący; większość odruchów rdzeniowych. Są to odruchy bezwarunkowe, wykonywane automatycznie, nie dochodzące do świadomości,

• polisynaptyczne - w łuku występuje kilka synaps, a więc i kilka neuronów. Pozostałe odruchy rdzeniowe, warunkowe, dochodzące do świadomości.

Podział odruchów ze względu na pochodzenie:

• bezwarunkowe (wrodzone) - na ogól są to odruchy uwarunkowane genetycznie, które zachodzą automatycznie bez udziału naszej woli. Są również odruchami niezmiennymi. Pozwalają na reakcję błyskawiczną, co zaoszczędza czasu na analizowanie sytuacji. Stanowią podstawę odruchów obronnych. Są podstawą instynktów, związaną z działalnością rdzenia kręgowego i ośrodków podkorowych,

• warunkowe (nabyte) są to odruchy nabywane w ciągu życia. Podstawa działania tych odruchów są pierwotne odruchy bezwarunkowe, a ich powstanie jest uwarunkowane skojarzeniem bodźca z sytuacją. Czasami odruchy warunkowe, nabyte, które są często powtarzane stają się odruchami bezwarunkowymi.

Łuk odruchowy prosty (bezwarunkowy)

Łuk odruchowy złożony (warunkowy)

Zmysły

• Zmysł wzroku.

Zmysł wzroku u człowieka stanowi: gałka oczna, aparat ochronny i aparat ruchowy. Gałka oczna składa się z: źrenicy, soczewki, rogówki, tęczówki, komory przedniej, ciała rzęskowego, twardówki, naczyniówki, siatkówki, ciała szklistego, plamki żółtej i nerwu wzrokowego. Umożliwia ona powstawanie obrazu na siatkówce dzięki zdolności załamywania dochodzących do niej promieni świetlnych. Na siatkówce znajdują się pręciki, zlokalizowane na obrzeżach, które są odpowiedzialne za widzenie w kolorach czarno - białych oraz czopki, które wychwytują obrazy barwne. Najwięcej czopków znajduje się w plamce żółtej zlokalizowanej w środkowej części siatkówki. Ponadto pręciki odpowiadają za widzenie w słabym oświetleniu, a czopki w oświetleniu dobrym. Czopki zawierają jodopsynę, a pręciki rodopsynę. Zarówno jodopsyna, jak i rodopsyna są barwnikami. Widzenie od praktycznej strony polega na rozpadzie tych barwników, pod wpływem padania światła na czopki i pręciki. Impulsy, które powstaną są przesyłane przez nerw wzrokowy do mózgu. Funkcję ochronną narządu wzroku spełniają: spojówki, gruczoł łzowy i powieki. Gruczoł łzowy produkuje substancję, która usuwa z oka wszelkiego rodzaju zanieczyszczenia oraz która ją nawilża. Aparat ruchowy narządu wzroku stanowią mięśnie. Mięsni tych jest sześć, przy czym dwa z nich to mięśnie skośne, a cztery pozostałe to mięśnie proste. Gałka oczna ma zdolność do akomodacji, która polega na odpowiednim ustawieniu soczewki i zmianie jej kształtu, w zależności od kąta padania promieni świetlnych

• Zmysł smaku

Za odczuwanie smaku odpowiedzialne są tak zwane kubki smakowe zbudowane z: komórek podporowych, komórek czuciowych i włókna nerwowego. Są one umieszczone na języku i podniebieniu. Kubki smakowe odbierają cztery rodzaje smaku: słodki, słony, kwaśny i gorzki.

• Zmysł węchu

Komórki umożliwiające odbieranie wrażeń zapachowych zlokalizowane są w śluzówce, znajdującej się w górnej części jamy nosowej. Komórki te posiadają rzęsowate wypustki, które po pierwsze odbierają docierający do nich bodziec, a po drugie przesyłają impuls. Wypustki te znajdują się w wydzielinie o charakterze śluzu, w której to równocześnie rozpuszczeniu ulegają substancję, które znalazły się we powietrzu.

• Zmysł węchu

Narządem słuchu jest oczywiście ucho. Ale ucho jednocześnie spełnia funkcję narządu równowagi. Można wyróżnić w nim następujące części: ucho zewnętrzne, ucho środkowe, ucho wewnętrzne. Błędnik kostny, zawierający błędnik błoniasty złożony jest z kanałów i woreczków i znajduje się w uchu zewnętrznym. W szczelinach pomiędzy ścianami jednego i drugiego błędnika znajduje się perylimfa, połączona z płynem mózgowo - rdzeniowym. W samym błędniku błoniastym zaś znajduje się endolimfa. Przedsionek, kanały półkoliste i ślimak to części składowe błędnika, z których każda pełni określone funkcję. Przedsionek weryfikuje odpowiednie położenie głowy, półkoliste kanału są odpowiedzialne za ruchy głowy, a ślimak stanowi narząd słuchu. Złożony on jest z kanałów, które mają postać spiralnie zwiniętą. Błona, która zakrywa otwór znajdujący się w kanale przedsionkowym łączy się ze strzemiączkiem (czyli jedną z trzech kosteczek słuchowych). Pomiędzy kanałem przedsionkowym i kanałem bębenkowym występuje kanał ślimakowy. Właściwym narządem słuchu jest tzw. narząd Cortiego i umiejscowiony on jest właśnie w kanale ślimakowym. Gdy dojdzie do drgań błony bębenkowej, fala przechodząca przez przewód słuchowy dociera w końcu na kosteczki słuchowe. Po przeniesieniu drgań ze strzemiączka do kanału przedsionkowego, a dokładnie na jego okienko, dochodzi do poruszenia się płynu znajdującego się w kanale. Perylimfa pod wpływem własnego ruchu powoduje drgania komórek słuchowych błony podstawowej, a ich włoski dotykając błony powodują wysyłanie impulsu do dendrytów komórek nerwowych. Odpowiednim narządem równowagi są półkoliste kanały. W momencie poruszania głową endolimfa znajdująca się w tych kanałach przedostaje się do baniek. W bańkach, stanowiących rozszerzone części półkolistych kanałów zlokalizowane są komórki zmysłowe zaopatrzone w rzęski. Kanały umiejscowione są w trzech, różnych od siebie płaszczyznach, a więc niezależnie, jaki ruch głowy by wykonano, jeśli nie we wszystkich trzech, to przynajmniej w jednym dochodzi do ruchu endolimfy. Ponadto narząd równowagi mieści się oprócz półkolistych kanałów w woreczku i łagiewce. O ile kanały półkoliste reagują na tak zwane przyspieszenie kątowe, o tyle woreczek i łagiewka również na przyspieszenie, ale liniowe. Utworzyły one plamki skupiające komórki zmysłowe. W błonie tych komórek znajdują się otolity. Otolity to kryształy wapniowych soli. Jeżeli głowa porusza się po linii prostej to otolity ulegają przemieszczeniu. Rzęski komórek, w których znajduje się błona zawierająca otolity doprowadzają do pobudzenia komórek zmysłowych. Pobudzenie to po zmianie na impuls dociera do układu nerwowego za pomocą, którego ciało może utrzymać równowagę.

1. Kresomózgowie - największy obszar mózgu; dzieli się na 2 półkule i pokryte jest korą szarą, która jest skupieniem neuronów i jest silnie pofałdowana, co zwiększa obszar półkul mózgowych. Kora odbiera wrażenia zmysłowe. W każdej półkuli dzieli się ona na płaty: a) potyliczny - w tym płacie znajduje się ośrodek wzroku oraz tzw. wzrokowy mowy (umożliwia rozpoznawanie i rozumienie znaków pisarskich); jego uszkodzenie powoduje aleksję - niemożność czytania;

b) skroniowy - ośrodek słuchu i słuchowy mowy (Wernickiego) - umożliwia rozumienie słów; jego uszkodzenie powoduje afazję czuciową, czyli niemożność rozpoznawania słów; w zakręcie skroniowym znajduje się także ośrodek ruchowy mowy (Broca). Kontroluje on pracę mięśni pozwalających artykułować dźwięki. Jego uszkodzenie powoduje afazję ruchową , czyli niedowład mięśni artykułujących wyrazy, języka, a więc zaburzenia w mowie.
Kolejnym ośrodkiem w płacie skroniowym jest ośrodek ruchów pisarskich ręki. Jego uszkodzenie powoduje agrafię, czyli upośledzenie pisania.
Ponadto płat ten przechowuje wrażenia zmysłowe w pamięci długotrwałej.

Na styku płatów: skroniowego, ciemieniowego ciemieniowego potylicznego znajduje się nadrzędny ośrodek mowy.

c) ciemieniowy - ośrodek czucia; odpowiada za takie wrażenia, jak dotyk, smak, temperatura czy ból;

d) czołowy - ośrodek ruchowy; odpowiada za ruch stóp, kolan, przepony itp.; jeo przednia część steruje złożonymi formami zachowania np. inteligencją;

Ponadto w korze mózgowej znajdują się ośrodki asocjacyjne (kojarzeniowe) warunkujące analizę, kojarzenie, uczenie się, pamięć i myślenie.

2. Międzymózgowie - składa się z wzgórza i podwzgórza;

a) wzgórze - stanowi pośrednią stację dla impulsów zmysłowych; decyduje o
uzewnętrznianiu stanów emocjonalnych organizmu np. gniewu, smutku czy
radości; jest głównym ośrodkiem podkorowym czucia;

b) podwzgórze - w nim znajdują się ośrodki regulujące temperaturę ciała,
(przednia część zapobiega podnoszeniu ciepłoty ciała, tylna obniżaniu),
ciśnienie krwi, metabolizm białek, cukrów, tłuszczów, wody oraz soli
mineralnych; tu znajdują się ośrodki głodu i sytości oraz snu i czuwania;
kontroluje również niektóre czynności przysadki mózgowej, produkuje
hormony np. oksytocynę i wazopresynę, które uwalniane są w tylnym
płacie przysadki mózgowej;
Podsumowując: międzymózgowie warunkuje spełnianie wszystkich czynności zależnych od autonomicznego układu nerwowego.

3. Móżdżek - sprawuje kontrolę nad mięśniami szkieletowymi, odpowiada za koordynację ruchów. 4. Śródmózgowie - ośrodek drżenia mięśni i analizy wzroku; warunkuje odruchy na bodźce świetlne i akustyczne.5. Rdzeń przedłużony - ośrodek oddechowy, naczynio - ruchowy, ssania, żucia, połykania, kichania, kaszlu, wymiotów, mrugania, wydzielania potu; odpowiada więc za czynności wrodzone, odruchowe; ponadto reguluje oddychanie (ośrodek wdechu i wydechu), tętno serca, rozszerzanie i kurczenie naczyń krwionośnych;

6. Rdzeń kręgowy - ośrodek odruchów; przewodzi impulsy z mózgu i do mózgu, ośrodek wydzielania moczu, bólu, ciepła, zimna i czucia mięśniowego; odpowiada także za ruchy kończyn i przepony;

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 czynnościowy przejściowa zmiana potencjału błonowego komórki, związana z przekazywaniem informacji. Bodźcem do powstania potencjału czynnościowego jest zmiana potencjału elektrycznego w środowisku zewnętrznym komórki. Wędrujący potencjał czynnościowy nazywany jest impulsem nerwowym. Potencjał czynnościowy trwa od 1 ms do kilku sekund i osiąga maksymalnie wartości około +40 mV. Hiperpolaryzacja następcza trwa kilka milisekund.

Potencjały czynnościowe powstają na wzgórku aksonowym neuronu i rozprzestrzeniają się po błonie aksonu. Zachowują się one zgodnie z zasadą "wszystko albo nic": do zapoczątkowania potencjału czynnościowego niezbędny jest bodziec o intensywności wystarczającej do zdepolaryzowania neuronu powyżej określonej wartości progowej; wszystkie potencjały czynnościowe w danej komórce mają tę samą wielkość. Między początkiem bodźca a początkiem potencjału czynnościowego występuje krótkie opóźnienie, tzw. czas utajenia (latencja). W czasie trwania potencjału czynnościowego neurony stają się niepobudliwe, zaś w czasie występowania hiperpolaryzującego potencjału następczego ich pobudliwość jest zmniejszona. Zjawiska te określa się odpowiednio jako refrakcję bezwzględną i względną. Zjawiska refrakcji stanowią ograniczenie dla maksymalnej częstotliwości, z jaką neuron może wytwarzać potencjały czynnościowe. Zapobiega to sumowaniu potencjałów czynnościowych i zapewnia przewodzenie potencjałów czynnościowych w aksonie tylko w jednym kierunku.

Potencjał spoczynkowy [edytuj]

Elektrokardiogram jest graficznym zapisem zmian potencjałów w trakcie depolaryzacji i repolaryzacji komórek mięśnia sercowego. Na poziomie pojedynczego kardiomiocytu zmiany elektryczne prezentują się następująco, a ich znajomość jest niezbędna, by zrozumieć charakterystyczne zmiany potencjału krzywej EKG (załamki, odstępy, odcinki):

W "stanie spoczynku" komórka mięśnia sercowego znajduje się w stanie tzw. potencjału spoczynkowego (polaryzacji), czyli przezbłonowego gradientu ładunków elektrycznych:

• potencjał spoczynkowy wynosi ok. -90 mV

• jony sodu znajdują się w większym stężeniu na zewnątrz komórki, jony potasu w większym wewnątrz jej

• błona komórkowa jest praktycznie nieprzepuszczalna dla jonów sodu w trakcie spoczynku (nie wnikają one do komórki drogą biernej dyfuzji zgodnie z gradientem stężeń. Przy błonie przepuszczalnej doszłoby do wyrównania stężeń po obu stronach błony i zaniku polaryzacji!)

• błona komórkowa w stanie spoczynku jest przepuszczalna dla jonów potasu, a istniejąca różnica stężeń tego jonu pomiędzy wnętrzem komórki a przestrzenią zewnątrzkomórkową kieruje siłę dyfuzji na zewnątrz, przeciwdziałając różnicy potencjału.

• różnica potencjału pomiędzy wnętrzem komórki a przestrzenią międzykomórkową utrzymywana jest enzymatycznie, aktywnie przez pompę jonową (ATPaza), która wbrew gradientowi stężeń i potencjałom ładunków elektrycznych wydala z komórki 3 jony sodu na każde 2 jony potasu wprowadzone do komórki. Ta różnica 3:2 przyczynia się do wytwarzania potencjału błonowego.

Potencjał czynnościowy [edytuj]

Bodziec działający na spolaryzowaną komórkę mięśnia sercowego (prawidłowo z węzła zatokowo-przedsionkowego) zmienia przepuszczalność błony dla jonów sodu, które dostając się do wnętrza komórki, zmniejszają ujemny potencjał do wartości ok. -65 mV (potencjał progowy).

Przekroczenie potencjału progowego jest czynnikiem wyzwalającym otwarcie kanałów sodowych. Dochodzi wówczas do gwałtownego napływu jonów sodu do wnętrza komórki, w wyniku czego następuje szybka i całkowita depolaryzacja.

Przy wartości -40 mV otwierają się z lekkim opóźnieniem kanały wapniowe.

W powstającym potencjale czynnościowym wyróżniamy pięć faz:

• faza 0 (szybka depolaryzacja) - zależy od szybkiego dośrodkowego prądu sodowego

• faza 1 (wstępna szybka repolaryzacja) - dośrodkowy prąd chlorkowy i odśrodkowy prąd potasowy

• faza 2 (powolna repolaryzacja) - tzw. faza plateau (stabilizacja potencjału równowagą pomiędzy dośrodkowym prądem wapniowo-sodowym a odśrodkowym prądem potasowym)

• faza 3 (szybka repolaryzacja) - przewaga odśrodkowego prądu potasowego nad wygasającym dośrodkowym prądem wapniowo-sodowym

• faza 4 (polaryzacja) - faza spoczynku, polaryzacji

Komórki rozrusznikowe serca mają zdolność do tzw. spontanicznej powolnej depolaryzacji w czwartej fazie potencjału czynnościowego.

Wpływ depolaryzacji na poszczególne odprowadzenia [edytuj]

Różne wychylenia w EKG w zależności od umiejscowienia elektrody

Pobudzenie elektryczne rozchodzi się (uogólniając) z prawej górnej strony serca i biegnie w kierunku dolnym i na stronę lewą. W przypadku kiedy odprowadzenie odczytuje przebieg prądu "od elektrody" wychylenie na wykresie jest ujemne (na przykład w odprowadzeniu V1). Jeśli fala depolaryzacji biegnie w kierunku elektrody, wychylenie jest dodatnie (na przykład w odprowadzeniu V6). Jeżeli fala depolaryzacji biegnie prostopadle do elektrody wychylenie jest idiopatyczne - takie samo wychylenie w górę jak i w dół (przypadek 3 na rycinie obok).
Tkanki martwicze (na przykład objęte zawałem) inaczej przewodzą prąd niż tkanki zdrowe. Te różnice w przewodzeniu pomagają pomóc lekarzowi w ustaleniu rozpoznania.

Hiperpolaryzacja - stan nadmiernej polaryzacji błony komórkowej w następstwie zwiększenia elektroujemności wewnątrz komórki; trwa stosunkowo krótko. Błona komórkowa osiąga wtedy potencjał ok. -80 mV. Podczas hiperpolaryzacji komórka nie jest zdolna do przewodzenia impulsu, przekazywania informacji.

PODZIAŁ RECEPTORÓW
1.mechanoreceptory - odksztalcenie, ucisk, dotyk, grawitacja, wibracja
2.termoreceptory - zimno, cieplo
3.fotoreceproty - wrazenia swietlne
4.nocyreceptory - bol
5.chemoreceptory - chemiczne srodowisko wewnetrzne, wech, smak

1.eksteroreceptory - odbieranie bodzcow ze srodowiska zewnetrznego (temperatura, dotyk, uszkodzenie)
2.telereceptory - odbieranie bodzcow ze srodowiska zewnetrznego dalszego (wzrokowe, sluchowe)
3.ineroreceptory - odbieranie bodzcow ze srodowiska wewnatrzustrojowego
4.proprioreceptory - zmiany w miesniach, sciegnach, torebkach stawowych, narzedzie rownowagi

1.specjalne - wzrok, sluch, smak, wech, rownowaga
2.powierzchniowe - dotyk, ucisk, cieplo, zimno, bol
3.glebokie - polozenie (grawitacja), wibracja, bol gleboki
4.trzewne - glod, pragnienie, nudnosci, bol trzewny

RECEPTORY są to wyspecjalizowane struktury białkowe zdolne do odbioru, przekształcenia i przekazania do różnych elementów efektorowych kom informacji ze środowiska zewnętrznego. Związki łączące się z receptorami nazywane są ligandami. To czy kom zareaguje na daną substancję zależy głównie od tego, czy posiada dla niej receptor.

WŁAŚCIWOŚCI RECEPTORÓW
*receptory znajdujące się w skórze adoptują się szybko.
*jednostką czucia są wszystkie receptory połączone z pojedynczych włókien aferentnych
*receptory z których poszczególne wł nerwowe odbierają impulsację, są często wzajemnie przemieszczane.
*podrażnienie w dowolnym miejscu projekcji czuciowej, wł lub kom nerwowych przewodzących impulsy od określonego receptora, wywołuje wrażenie zmysłowe specyficzne dla tego receptora.

---