FIZJOLOGIA notatki.pdf

FIZJOLOGIA

I. BUDOWA I CZYNNOŚĆ UKŁADU NERWOWEGO

1. Podział układu nerwowego

Układ nerwowy dzieli się na dwie części: ośrodkową i obwodową. O ś rodkowy układ

nerwowy to mózgowie i rdzeń kręgowy – struktury leŜące wewnątrz czaszki i kanału

kręgowego, otoczone i chronione trzema łącznotkankowymi oponami: miękka , pajęczą i

twardą oraz znajdującym się w przestrzeni podpajęczynówkowej płynem mózgowo-

rdzeniowym. Układ nerwowy obwodowy tworzą leząca poza wymienionymi strukturami

skupiska komórek, zwane zwojami nerwowymi, oraz nerwy czaszkowe i rdzeniowe –

skupiska włókien, które docierają do wszystkich obszarów skóry, mięśni, stawów i narządów

wewnętrznych, łącząc receptory i efektory całego ciała z rdzeniem kręgowym i mózgkiem.

Inny umowny podział układu nerwowego to podział na układ autonomiczny i somatyczny.

Układ nerwowy somatyczny przetwarza i przewodzi informacje pochodzące z receptorów

całego ciała, a jego efektorami są mięśnie poprzecznie prąŜkowane szkieletowe. Znajdujące

się pod kontrolą kory mózgu. Układ autonomiczny natomiast reguluje czynność narządów

wewnętrznych oraz metabolizm tkanek i dokonuje tego na drodze odruchowej,

autonomicznej, niezaleŜnie od woli, współdziałając z układem dokrewnym.

2. Neuron. Budowa neuronu

Typowy neuron posiada cztery odmienne morfologicznie i funkcjonalnie regiony: ciało

komórkowe, dendryty, akson wraz z jego zakończeniami presynaptycznymi. Zewnętrzne

granice neuronu wyznacza błona komórkowa - plazmalemma.

A. Ciało komórkowe – zawiera jądro z jąderkiem, cytoplazmę, siateczkę endoplazmatyczną

szorstką i gładką, aparat Golgiego, mitochondria, mikrotubule, neurofilamenty. Stanowi ono

główne centrum metaboliczne neuronu. Na ciele komórkowym zlokalizowanych jest wiele

synaps – miejsc kontaktu tworzonych przez zakończenia innych neuronów, w których

dochodzi do odbioru przekazywanych przez nie sygnałów.

B. Dendryty – są rozszerzeniem ciała komórkowego i zawierają cytoplazmę z takimi

organellami. Niektóre dendryty są proste i krótkie, inne tworzą w przestrzeni bardziej

skomplikowaną, rozgałęzioną strukturę. Dendryty przewodzą impulsy dośrodkowo – w

kierunku ciała komórki.

C. Akson – początek aksonu stanowi zwykle uwypuklenie ciała komórkowego – wzgórek

aksonu, który przechodzi w tzw. segment inicjujący. Akson charakteryzuje się wysoką

pobudliwością, umoŜliwia generowanie potencjału czynnościowego, czyli impulsu

nerwowego, który przewodzony jest przez główna część aksonu – odśrodkowo, w kierunku

jego zakończeń. Aksony połączone w wiązki tworzą włókna nerwowe.

D. Zakończenia presynaptyczne tworzą kolbkowate rozszerzenia na końcach aksonu i

zawierają zmagazynowany w pęcherzykach chemiczny przekaźnik, który poprzez synapsę

odziałuje na dendryty lub ciało komórkowe drugiego neuronu.

Rodzaje neuronów:

MoŜna wyodrębnić cztery rodzaje neuronów:

a. neuron jednobiegunowy – o jednej rozgalęzionej wypustce

b. neuron dwubiegunowy – posiada dwie wypustki, wychodzące z dwóch przeciwległych

biegunów. Jedna z wypustek (dendryt) odbiera impulsy i przewodzi je dośrodkowo,

druga (akson) odprowadza w kierunku zakończeń.

c. Neurony pseudojednobiegunowe – typowe komórki czuciowe, przewodzące

informacje o bodźcach mechanicznych , chemicznych i bólowych z obwodu do

ośrodkowego układu nerwowego

d. Neurony wielobiegunowe – posiadają wiele rozgałęzioncyh dendrytów i jeden akson,

którego zakończenia tworzą synapsy na innych komórkach nerwowych lub efektorach.

Ze względu na pełnioną funkcję wyróŜniamy trzy podstawowe rodzaje komórek nerwowych:

a. aferentne – nazwane teŜ czuciowymi, przewodzą informacje bezpośrednio od

receptorów, ich ciała komórkowe leŜa na obwodzie, a aksony zmierzają do

ośrodkowego układu nerwowego.

b. Eferentne – których ciało wraz z dendrytami leŜy w rdzeniu kręgowym lub w pniu

mózgu, a akson biegnie na obwód, prosto do efektora

c. Neurony posredniczące – których ciała razem z wypustkami w całości znajdują się w

ośrodkowym układzie nerwowym. Przekazuja one informacje pomiedzy jedną a druga

komórką nerwową.

3. BŁONOWY POTENCJAŁ SPOCZYNKOWY.

Stały potencjał wnętrza komórki względem jej otoczenia nazywamy potencjałem

spoczynkowym . Zdolność komórki do utrzymywania stałej wartości potencjału

spoczynkowego związana jest bezpośrednio z istnieniem róŜnicy stęŜeń niektórych jonów

pomiędzy wnętrzem i otoczeniem komórki. Dla większości komórek jonami

"najwaŜniejszymi" z punktu widzenia potencjału spoczynkowego są jony sodu, potasu oraz

chlorkowe. "Typowy" - czyli najczęściej spotykany - rozkład stęŜeń jonów jest taki, Ŝe na

zewnątrz komórki stęŜenie jonów sodowych i chlorkowych jest większe niŜ wewnątrz

komórki, natomiast stęŜenie jonów potasu jest większe wewnątrz komórki. Stała wartość

potencjału błonowego moŜe być utrzymana jedynie wtedy, gdy całkowity ładunek

przepływajacy przez błonę jest równy zeru (w przeciwnym razie następowałaby zmiana

ładunku błony i związana z tym zmiana potencjału). Błona komórki jest przepuszczalna dla

jonów - w stanie spoczynku najlepiej przepuszczane są jony potasu, gorzej chlorkowe,

najgorzej zaś sodowe. Wobec istniejących róŜnic stęŜeń indywidualne strumienie kaŜdego z

jonów nie są równe zero.

4. POTENCJAŁ CZYNNOŚCIOWY.

Niektóre z komórek, oprócz utrzymywania potencjału spoczynkowego są zdolne dodatkowo

do szybkiej i krótkotrwałej zmiany potencjału błonowego - będziemy je nazywali komórkami

pobudliwymi. Komórki nie posiadające tej zdolności nazywamy niepobudliwymi. Chwilową,

impulsową zmianę potencjału błony komórkowej będziemy nazywali potencjałem

czynno ś ciowym . Potencjał czynnościowy powstaje w komórce pobudliwej, gdy potencjał jej

błony przekroczy pewną graniczną wartość nazywaną progiem pobudzenia. Warto zauwaŜyć,

Ŝe wielkość bodźca pobudzającego ma znaczenie jedynie dla powstania pojedynczego

potencjału czynnościowego - nie ma ona natomiast wpływu na jego przebieg. Zmiany

potencjału błonowego podczas trwania potencjału czynnościowego w przykładowej komórce

nerwowej przedstawione są na rysunku obok. Jak widać "klasyczny" potencjał czynnościowy

składa się z kilku faz:

1. gwałtownego wzrostu potencjału błonowego (depolaryzacji)

2. nieco powolniejszego spadku potencjału błony (repolaryzacji)

3. okresu, gdy potencjał błony jest niŜszy od potencjału spoczynkowego (hiperpolaryzacji)

5. SYNAPSY.

Komunikacja pomiędzy neuronami lub pomiędzy neuronem a efektorem odbywa się tylko w

wyspecjalizowanych miejscach , które nazywamy synapsami.

A. Synapsa chemiczna - umoŜliwia przekazywanie pobudzenia elektrycznego

pomiędzy błonami dwu komórek: presynaptycznej (przekazującej pobudzenie)

i postsynaptycznej (odbierającej je). . Komórką presynaptyczną moŜe być np.

komórka nerwowa, której wypustki (aksony) na zakończeniach kontaktujących

się z powierzchnią komórki postsynaptycznej (mięśniowej) uformowane są w

kształt kolbek - nazywamy je kolbkami synaptycznymi. Błona kolbki

synaptycznej znajduje się w odległości 30-50 nm od powierzchni błony

komórki mięśniowej - przetrzeń pomiędzy tymi błonami nazywamy szczeliną

synaptyczną. Istotnymi - z punktu widzenia pełnionej przez synapsę funkcji -

elementami kolbki presynaptycznej są: pęcherzyki synaptyczne (1),

napięciowo-zaleŜne kanały wapniowe (2) oraz tzw. strefy aktywne. Pęcherzyki

synaptyczne wypełnione są substancją przenoszącą sygnał chemiczny -

transmiterem. W połączeniu nerwowo-mięśniowym transmiterem jest

acetylocholina (ACh). W błonach pęcherzyków znajdują się białka mające za

zadanie zakotwiczenie pęcherzyków przy błonie presynaptycznej w rejonie

stref aktywnych i następnie umoŜliwienie fuzji (połączenia się) błon

pęcherzyków z błoną presynaptyczną. Synapsy chemiczne charakteryzują się

występowaniem w nich opóźnienia w przekazywaniu potencjału

czynnościowego pomiędzy komórkami. Spowodowane jest ono tym, Ŝe

przetworzenie presynaptycznego potencjału czynnościowego na sygnał

chemiczny, przekazanie tego sygnału i przetworzenie go na potencjał

czynnościowy postsynatyczny wymaga pewnej ilości czasu.

Przykład działania synapsy chemicznej:

Impuls nerwowy rozchodzący się po błonie komórki nerwowej dociera do

zakończenia nerwowego i powoduje otwarcie kanałów wapniowych znajdujących

się w błonie kolbki synaptycznej (1). Jony wapnia napływające do wnętrza kolbki

wyzwalają szereg procesów prowadzących do fuzji pęcherzyków synaptycznych z

błoną presynaptyczną (2) i wyrzucenia zawartego w nich transmitera do szczeliny

synaptycznej (3). W typowym połączeniu nerwowo-mięśniowym jednorazowo z

błoną łączy się około 200-300 pęcherzyków, na skutek czego do szczeliny

synaptycznej wyrzucanych jest około 10 000 cząsteczek transmitera. Cząsteczki

acetylocholiny dyfundując w szczelinie synaptycznej docierają do powierzchni

błony postsynaptycznej i przyłączają się do miejsc wiąŜących znajdujących się w

cząteczkach białek kanałów zaleŜnych od ligandu (4). To z kolei powoduje

otwarcie tych kanałów; napływ do wnętrza komórki postsynaptycznej

(mięśniowej) jonów sodu i w rezultacie jej depolaryzację (5), nazywaną

postsynaptycznym potencjałem pobudzającym (EPSP). Jeśli depolaryzacja

związana z EPSP przekroczy wartość potencjału progowego dla danej błony to

dzięki obecności w niej napięciowo-zaleŜnych kanałów sodowych wyzwalany jest

potencjał czynnościowy komórki postsynaptycznej (6). Cząsteczki acetylocholiny

nie mogą długo przebywać w szczelinie synaptycznej - powodowałyby one ciągłe

pobudzanie błony postsynaptycznej. Za usuwanie cząsteczek transmitera ze

szczeliny synaptycznej odpowiedzialne są trzy mechanizmy: rozkładanie przez

enzym (esterazę acetylocholinową), dyfuzyjna ucieczka ze szczeliny oraz

ponowne "wciągnięcie" do pęcherzyków synaptycznych (endocytoza). Pewna

część pęcherzyków w chwilę po wypuszczeniu transmitera nie wtapia się bowiem

w błonę presynaptyczną, ale powraca do wnętrza kolbki synaptycznej.

B. Synapsy elektryczne - Oprócz opisanych powyŜej synaps chemicznych

potencjał czynnościowy moŜe być przekazywany z jednej komórki do drugiej

poprzez synaps ę elektryczn ą nazywaną teŜ połączeniem szczelinowym. Tego

typu synapsa stanowi bezpośrednie elektryczne połączenie pomiędzy

komórkami. Odległość pomiędzy błonami komórek jest w takiej synapsie

mniejsza niŜ w synapsie chemicznej i wynosi zaledwie około 3-5 nm. W

błonach obu kontaktujących się komórek w rejonie złącza znajdują się

cząsteczki białka (koneksyny) tworzące razem tzw. konekson czyli pore wodną

łączącą wnętrza obu komórek. Dzięki temu potencjał czynnościowy z jednej z

tych komórek przenosi się bez pośrednictwa etapu chemicznego do drugiej z

nich. Zaletą synaps elektrycznych jest niewątpliwie szybkość ich działania -

sygnał jest przekazywany pomiędzy komórkami praktycznie bez opóźnienia.

W odróŜnieniu jednak od synaps chemicznych istnieje znacznie mniej

moŜliwości regulowania ich działania. Z tego względu synapsy elektryczne

spotykane są w organizmie jedynie tam, gdzie istnieje potrzeba szybkiego

przekazania potencjału czynnościowego praktycznie bez moŜliwości

wyrafinowanego sterowania tym przekazem (np. w niektórych częściach

mięśnia serca).

6. OŚRODKOWY UKŁAD NERWOWY.

Ośrodkowy układ nerwowy składa się z mózgowia i rdzenia kręgowego. Podstawowymi

elementami mózgowia są: rdzeń przedłuŜony, most, móŜdŜek, śródmózgowie,

międzymózgowie i kresowmózgowie, które tworzą półkule mózgu.

A. Rdze ń kr ę gowy to część ośrodkowego układu nerwowego, przewodząca bodźce

pomiędzy mózgowiem a układem obwodowym. Ma kształt grubego sznura, nieco

spłaszczonego w kierunku strzałkowym, o przeciętnej średnicy 1 cm, barwy białej, o

masie ok. 30 g. Umieszczony jest w biegnącym wzdłuŜ kręgosłupa kanale kręgowym.

Rozpoczyna się bez wyraźnej granicy od rdzenia przedłuŜonego i rozciąga na

przestrzeni ok. 45 cm, od I kręgu szyjnego do górnej krawędzi II kręgu lędźwiowego,

gdzie kończy się stoŜkiem rdzeniowm. Od rdzenia odchodzą parzyste nerwy

rdzeniowe , wychodzące przez odpowiednie otwory międzykręgowe. PoniewaŜ

otwory są przesunięte względem rdzenia ku dołowi, nerwy biegną na znacznej

przestrzeni wewnątrz kanału kręgowego, zanim osiągną właściwy punkt wyjścia.

Zespół tych nerwów, otaczających nić końcową, nosi nazwę ogona końskiego.

Średnica rdzenia nerwowego nie jest równomierna na calej jego długości. W

odcinkach, z których wychodzą korzenie nerwów przeznaczonych dla kończyn, rdzeń

ma dwa wrzecionowate zgrubienia: szyjne i l ę d ź wiowe . Na powierzchni zewnętrznej

rdzenia widnieją w linii przyśrodkowej dwie bruzdy: głębsza szczelina po ś rodkowa

przednia oraz płytsza bruzda po ś rodkowa tylna . Dzielą one rdzeń na dwie

symetryczne połowy: prawą i lewą. Dodatkowo na powierzchni kaŜdej połowy rdzenia

zaznacza się: - od przodu podłuŜna linia, zwana bruzd ą boczn ą przedni ą, z której

wychodzą korzenie ruchowe nerwów rdzeniowych - od tyłu bruzda boczna tylna ,

wzdłuŜ której wchodzą do rdzenia korzenie czuciowe nerwów rdzeniowych.

Wymienione bruzdy dzielą kaŜdą połowę rdzenia trzy sznury: przedni, boczny i tylny,

utworzone przez pęczki włokien nerwowych, przebiegających podłuŜnie w rdzeniu.

Budowa wewnętrzna rdzenia nie jest jednolita. Na przekroju poprzecznym widać

ciemniejszą część pośrodkowa w kształcie motyla lub litery H, zwana istotą szarą

( substantia grisea ) oraz otaczająca ją na kształt płaszcza istota biała ( substantia alba .

Zasadniczym składnikiem istoty szarej są ciała komórek nerwowych (perikaliony i

dendryty skupione w struktury); istota biała składa się z pęczków pojedynczych

wypustek komórek nerwowych, tzw. aksonów .

B. PIEŃ MÓZGU: Do pnia mózgu zaliczamy rdzeń przedłuŜony, most i śródmózgowie.

Ma kształt stoŜka rozszerzającego się u góry gdzie łączy się z mostem i zwęŜającego

się na dole gdzie przechodzi w rdzeń kręgowy.

1. Powierzchnia brzuszna rdzenia kręgowego: dzieli go szczelina pośrodkowa

przednia. Na jego powierzchni po obu stronach szczeliny znajdują się piramidy, które

wychodzą z mostu a na dole łączą się ze sznurami przednimi rdzenia kręgowego. Z

boku od piramidy znajduje się oliwka

2. Powierzchnia brzuszna mostu: jest wypukła. PoniŜej brzegu dolnego na granicy z

piramidą wychodzą korzenie nerwu odwodzącego.

3. Powierzchnia brzuszna sródmózgowia: uwypuklają się tu parzyste odnogi mózgu

4. powierzchnia grzbietowa pnia mózgu: pokryta jest przez móŜdŜek oraz półkule.

MóŜdŜek łączy się z pniem mózgu konarami górnymi, środkowymi i dolnymi.

C. MÓDśEK: to z wyglądu coś jakby drugie i pomniejszone półkule mózgowe. Stąd teŜ

nazwa - zdrobnienie od słowa "mózg". Ewolucyjnie jest on o wiele starszy niŜ półkule mózgu

i funkcjonalnie spełnia inne zadania. MoŜna sobie wyobrazić tę strukturę jako "nadzorcę

mięśni", instytucję czuwającą nad najbardziej podstawową integracją pracy mięśni.

Generalnie moŜna kojarzyć tę strukturę ogólnie z układem ruchowym i kontrolą napięcia

mięśniowego.

MóŜdŜek znajduje się z tyłu pod półkulami mózgu, a mówiąc ściślej: znajduje się w dole

tylnym czaszki pod namiotem móŜdŜku, między pniem mózgu a płatami skroniowymi i

potylicznymi mózgu.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: