Fyziologia nervového systému PDF

Fyziologia nervového systému  Základy fyziologie nervového systému (NS) Základné funkcie: komunikacia s vonkajším prostredím a spätná väzba jednota organizmu pamäť – na jej základe skusenosti schopnosť učit sa Bunky NS: Receptory, senzory (príjem podnetov) Int...

Fyziologia nervového systému  Základy fyziologie nervového systému (NS) Základné funkcie: komunikacia s vonkajším prostredím a spätná väzba jednota organizmu pamäť – na jej základe skusenosti schopnosť učit sa Bunky NS: Receptory, senzory (príjem podnetov) Interneurony (spracovanie prijatých informacií, zaištenie kontaktu a odovzdanie informacií do sieti NS) Nervové bunky (vydávajú príkazy) Podporné alebo inak funkčne špecializované bunky (glie, satelitné bunky) Nervová bunka - neuron Dendrity = recepčná čásť – prijma informacie a prevádza ich do dalších části nervovej bunky Telo – nervové bunky (tvoria sa v nom napríklad mediátor, dôležitý pre prenos informacii v synapse) Axon (neurit) - prevodná časť, končí v synaptickom zakončení - obalený Schwannovou bunkou a myelinovou pošvou  Delenie nervového systému 1. Centrálny nervový systém - CNS (mozok a miecha) 2. Periferny nervový systém - PNF (nervy, ktoré vedú senzorické informacie do CNS = dráhy dostredivé, 3. Riadenie hladkého a kostrového svalstva, srdcového svalu a žliaz z CNS = dráhy odstredivé)  Gliové bunky nemajú povahu neuronov oligodendroglie V centrálnom nervovom systéme - je ich až 10x viac ako neuronov mikroglie - neuroglia = astroglia, oligodendroglia a ependymové bunky (sú považované za hlavnú kostru nervovej siete) a mikroglia (majú výraznú pohyblivosť, schopnosť fagocytózy – sú to „úpratovacie“ bunky) V perifernom nervovom systéme (periferne nervy) astroglie - jedná sa o Schwannove bunky (tvorba myelinu) a satelitné bunky  Synapsie = funkčné kontakty medzi membránami dvoch buniek, z ktorých aspoň jedna je nervového pôvodu - sprostredkujú trofické vplivy - zaišťujú prenos nervových vzruchov - k prenosu vzruchu dochádza obvykle z axonu na dendrit (= synapsie axo-dendritické), alebo z axonu na telo nervovej bunky (= synapsie axo-somatické)  A. Chemická synapsia - synaptický prenos je sprostredkovaný chemickou cestou prostrednictvom mediátoru Synapsiu tvorí: ✓ presynaptický útvar = vakovité rozšírenie axonu s mitochondriami a váčky s mediátorom ✓ synaptická štrbina ✓ postsynaptický útvar = mediátor sa viaže na receptory Delenie synapsií: excitačné inhibičné Mediátory: acetylcholin, noradrenalin, dopamin, serotonin, kyselina gama-aminomáselná (GABA), glycin, glutamát…  B. Elektrická synapsia prechod elektricky aktivnych častíc (obvykle oboma smermi) je veľmi rychlý „listy“ priliehajúcích membrán musia býť veľmi blízko pri sebe vyskytujú sa hlavne u ryb u ľudí – napr. medzi axonami nervových buniek čuchového ústrojenstva  Vznik vzruchu a jeho šírenie Podprahové podnety: - nevyvolávajú zjavnú odpoveď nervoveho tkaniva Vzruch = dej spôsobený aktivnymi zmenami v membráne (vznik akčného potenciálu) 1. Na začiatku (= aktivacia) – otvorenie sodíkových kanálov = priepustnosti membrány pre Na+ = Na+ do bunky podľa koncentračného gradientu obrátená polarizácia 2. Otevrenie draslíkových kanálov = K+ vodivosti z bunky elektrochemický gradient se dostává takmer do pôvodného stavu 3. Pôvodná rovnováha Na+-K+ sa nastavuje pôsobením sodík-draslíkovej pumpy 1. Vedenie vzruchu nemyelinizovaným axonom - axon je pokrytý iba tenkou vrstv. Schwannových buniek - vzruch sa šíří relativne pomaly 2. Vedenie vzruchu myelinizovaným axónom - sú kryté myelinovou pošvou - tato pošva je prerušována Ranvierovými zárezami - vždy je dráždená naraz celá oblasť medzi dvoma zárezami = saltatorne vedenie vzruchu - vzruch sa šíri rychlejšie Ranvierovy zářezy  Reflex = funkčná jednotka nervovej sústavy = odpověď organizmu na dráždenie čidiel, sprostredkovaná nervovým systémom je determinovaný podnetom (vonkajším alebo vnútorným) je určený reflexným oblúkom (receptor, aferentná = dostredivá draha, centrum v mieche – eferentná = odstredivá draha)  Klasifikacia reflexov 1. Podľa receptorov - reflexy 3. Podľa efektoru – reflexy - exteroreceptivne - somatické - interoreceptivne - autonomne - proprioreceptivne 4. Podľa podmienok a pevnosti - 2. Podľa centra – reflexy reflexy - extracentrálne ( axonové a - nepodmienené (vrodené) gangliové) - podmienené (získané) - centrálne (miechové a mozgové) Podráždenie (excitacia), útlm (inhibicia) = všeobecná vlastnosť živeho tkaniva - Funkciu membrány nervovej bunky zajišťuje aktivita jednotlivých iontových kanálov v tejto membráne Odpověď membrány môže býť: a. depolarizacia (zvýšená priepustnosť pre Na+, K+ a Cl-) – následne vzniká excitacia b. hyperpolarizacia (zvýšená priepustnosť pre K+ a Cl-) – následne vzniká inhibicia (útlm) Podráždenie a útlm sú dva základne deje v činnosti nervovej sústavy.  Metabolizmus nervového tkaniva Typické: Veľká intenzita metabolizmu (mozog váži len 2% telesnej hmotnosti, ale energetický obrat predstavuje 20% základnej premeny) Hlavným energetickým substrátom je glukóza Výrazná proteosyntéza (je spojena so zaistením a obnovou štruktúr nervovej bunky a prenosu vzruchov) Mimoriadna citlivosť na zásobenie kyslíkom Kontrola prísunu i odsunu metabolitov (hematoencefalická bariéra)  Nervový systém CNS PNS ( periferny NS ) mozog miecha Mozgovo- Autonómne miešne nervy nervy ( vegetativne ) hlavové miešne  Funkcie miechy dôležité reflexné centrum (reguluje pohyb svalov končatín, trupu a bránice) podieľa sa na riadení niektorých od vôle nezávislých funkcií – potenie, činnosť ciev  Predĺžená miecha - priame pokračovanie chrbticovej miechy - prechádzajú ňou všetky dráhy, ktoré spájajú miechu s vyššími oddielmi mozgu - sú v nej centrá regulujúce životne dôležité funkcie – srdcovú činnosť, krvný tlak, dýchanie - centrum obranných reflexov – kašľanie, kýchanie, vracanie - ústredie koordinácie pohybu  Most - spojovací informačný kanál - umiestnený pod predĺženou miechou Mozoček - má 2 hemisféry - na povrchu je sivá hmota, vo vnútri biela hmota - centrum rovnováhy tela, koordinuje a spresňuje pohyby a svalový tonus  Stredný mozog - u cicavcov: centrum zrakových a sluchových reflexov vzpriamená poloha hlavy a celého tela pripravenosť na útok a únik  1 Myslenie,reč Mozgové etáže 2 emocie Mozog má svoje centrá a 3 Teplo,voda,jedlo schopnosť analyzovať zložité činnosti životné 4 funkcie 1 2 3 4 Šedá kôra Šedá kôra Šedá kôra Šedá kôra hemisfér limbického systému hypotalamu mostu a PM myslenie emocie, zlosť teplota srdce, pľúca reč pudy, inštinkt príjem potravy ostražitosť cielený pohyb zurivosť, H 2O,minerály,TK bdelosť čítanie, pisanie strach hormony trvalá pamäť dočasná pamäť cyklus spánku centra pohybu čuchu, smyslov  Mozog ako analyzátor Asociačné oblasti: - motorická - senzorická - zmyslová Pre-frontálnu oblasť – správanie jedinca Temporálna oblasť (fronto-occipito…) učenie, pamäť Centra reči : motorické Brocovo (Brocova - expresivna, motorická – afázie: rozumie čítaniu, ale nemôže hovoriť) senzorické Wernickeovo (Wernieckeho - receptivne, senzorická – afázie: nerozumie slovám, hovorí plynule, ale nezmysly) písanie – asociacia centra occipito-temporálneho  TALAMUS = je súborom senzorických, asociačnych a nešpecifických jadier Význam: prepojovanie aferentacie, smerujuce do mozgovej kôry (senzitivne, zrakové, sluchové, chuťové) Kontroluje s mozkovou kôrou stav bdelosti Podieľa sa na niektorých vegetatívnych reakciach (zblednutie alebo zčervenanie v tvári, zmeny SF, zmeny nálady - veselosť, smútok, zlosť, mrzutosť – v dospelosti je táto tlmena mozgovou kôrou) Spolu s mozočkom ovplyvňuje postoj a chôdzu  HYPOTHALAMUS - je nadradenou časťou riadenia vnútorných orgánov - funkčne je spojený s hypofýzou - ovplyvňuje fyziologické procesy: príjem potravy, pohyb v tráviacej rúre, metabolizmus - reguluje teplotu tela, činnosť srdca, obeh telových tekutín - smäd - sexuálne funkcie - sekrecia ADH, oxytocinu a liberinov - riadenie funkcií vegetativneho nervstva - termoregulacia  Predný mozog - najrozvinutejšia časť ústrednej nervovej sústavy - na povrchu sa sústreďovaním nervových buniek utvára mozgová kôra - vyššie cicavce – zvrásnený závitmi, medzery medzi závitmi tvoria brázdy a tými je rozdelený na laloky : čelový, temenný, spánkový a záhlavový  MOZOČEK - povrch mozočku je veľký ako 3/4 plochy povrchu veľkého mozgu - Neurotransmiter: kyselina glutamová, kyselina asparagová, acetylcholín, GABA (kyselina gama- aminomáslová), taurin, glycin Funkcie: a) udržovanie postoja a rovnováhy (archicerebellum) b) tonus kostrového svalstva (paleocerebellum) c) koordinacia pohybov (neocerebellum) d) účasť na psychických, kognitívnych funkciach  VEĽKÝ MOZOG - anatomicky: mozgová kôra, corpus callosum, bazálne ganglia, čuchový mozog a)Bazálne ganglia - sú súčásťou extrapyramidového systému - Funkcie:  tvorí ústredie koordinacie cielených a neúmyselných pohybov (spolu s mozgovou kôrou)  štartujú pohyb, modulujú tlmivým efektom informacie z mozgovej kôry  Limbický systém (viscerálny mozog) = čuchový mozog a niektoré podkorové oblasti (septum, corpus amygdaloideum, epitalamus, hippokampus) Význam: = podieľa sa na reakciach na zachovani jedinca a rodu a motivačných prejavov správania: Zachovanie jedinca :príjem potravy, inštinktivne správanie spojené s jej získáním a s bojom Zachovanie rodu : vyhľadánie jedinca druhého pohlavia, zvýšená hravosť, - hippokampus – vzťah k pozornosti, tvorbe pamäťových stop (podmienených reflexov), vznik „máp“ pre organizaciu chovania v priestore  Autonomne nervstvo Vegetativne nervstvo – riadi činnost všetkých vnútorných orgánov všetky vlákna vedúce k žľazám, k hladkým svalom útrob, kože, myokardu Delí sa na: Centrálnu čásť : hypotalamus Perifernu čásť : sympatikus parasympatikus : - hlavová čásť - sakrálna čásť Hlavové nervy Cítivosť a vnímanie bolesti Tok vzruchov z vonkajšieho prostredia do vnútorného prostredia (CNS) Hmat - mechanoreceptory (dotyk, tlak, vibracie) - termoreceptory ( teplo, chlad ) Bolesť – ochrana Plasticita nervového systému Plasticita nervového systému - nervové centra majú viac neuronov a dráhy viac nervových vlákien, ako je nutné k uskutočneniu ich funkcii - funkcie poškodeného alebo eliminovaného centra preberá iná štruktúra - zastupujúca funkcia = preberá úlohu vyradenej nervovej štruktúry inými fyziologickými mechanizmami (zrak – hmat)  Pamäť Lokalizacia : amygdala, hippocampus, spodina čelných lalokov, hypotalamus, talamus Pamäťové stopy nazýváme engramy - krátkodobá - dĺhodobá Podľa obsahu : A, deklarativna : - pojmová – porušená pri amnézii (demencie, po úrazoch, CMP, u alkoholikov) - dejová ( epizodická) - rozpoznávacia ( neschopnosť poznať známy predmet) B, procedurálna (dovednostná) - motorická - senzorická ( vizuálna, akustická, hudebná )  Spánok a jeho funkcie = základná fyziologická potreba - dospelý človek spí denně 7-8 hodin (je to veľmi individuálne) REM = na EEG pomalé vlny s vysokou amplitudou - rychlé pohyby očí, sny, zášklby tváre, prstov, erekcia ( Rapid Eye Movements) Všechtky ostatné štadia označujeme ako non- REM zaspávanie prebúdzanie  Senzorický systém Zrak Sluch Chuť Čuch Statokineciký syst. Somatické senzory  Senzorický systém Somatické senzory – Všeobecné – prenáša impulzy z kože, kostrových svalov a klbov – Špeciálne - počúvanie, rovnováha, zrak Viscerálne senzory – Prenášajú impulzy z visceralnych organov – Špeciálne zmysly - čuchové, chuť Vlastnosti senzorických zmyslov Stimul – zdroj energiee – Interný – Externý Receptory Stimul ako fyzikálna – Zmyslové orgányenergia → sensorický – špecializované reseptorna na odpoveď ako „menič“ stimuly Stimul > spúšťa – Menič →stimuly – mení akčný potencial na akčnévedie do CNS potenciály Integrácia v CNS → mozgová kôra alebov podvedomí Vedenie – Aferentný smer nervových impulzov do CNS Translácia – Schopnosť vnímať a spracovať vzruchy (impulzy) CNS – Vnímanie a percepcia – vaša realita  Špecializované zmysly Chuť, vôňa, zrak sluch a statokinetický orgán Lokalizácia: v oblasti hlavy Receptory nepredstavujú voľne zakončenia neurónov ale špecializované receptorové bunky Zrak  Vnútorná vrstva – retina (sientica) Sietnica je tvorená 2 vrstvami: – Pigmentovaná – tvorená melanocytmi, absorbujú svetlo. – Neuronová vrstva – ochrana nervových tkanív v oku, tvorená je: Fotoreceptory Bipolarne bunky Ganglionárne bunky  Fotoreceptory Dva typy – Tyčinky Umožňujú vizualizáciu v šere Sú v periférnej časti sietnice – Čapíky Farebné videnie Modré, zelené a červené čapíky Koncentrované sú vo fovea  Špecifiká sietnice Macula lutea – hlavne čapíky Fovea centralis – iba čapíky – Oblasť najvyššej ostrosti Optický disk – slepé miesto Oko ako optické zariadenie Reguluje vstup svetla do oka Svetelné lúče sa kokncentrujú do jedného bodu sietnice Akomodácia – krivky šošovky su pružné a umožňuju pohľad na blízke preedmety  Zrak Sietnica Optický nerv Thalamus Zraková šedá kôra Figure 10-29b, c: Neural pathways for vision and the papillary reflex  Chuť Vníma chemické látky rozpustené vo vode Receptory sú v chuťových pohárikoch v papilách Na jazyku Volne na podnebí Chemická transdukcia a bunková biochemia Transdukcia chuťových stimulov (posly) Chuťové dráhy (VII, IX a X), talamus – mozková kôra  Čuch Fylogeneticky najstarší Emocie a pamäť Receptory odpovídajú na diskretne prchavé látky Nosná sliznica v nosovej dutine Receptory, ich axony končia v čuchovom laloku Čuchová dráha: Bez prepojenia v THALAME!! (dôkaz evolucie zmyslu) a následne do limbického systému. Sluch – organum auditus  Vnútorné ucho V dutine kostného labyrintu kosti Blanitý labyrint – vlastný sluchovokinetický orgán Slimák – cochlea – sluchový orgán, rozdelený väzivovými prepážkami na 3 oddiely – Cortiho orgán – uložený v strednej časti vyplnenej endolymfou Vestibulárne ústrojenstvo – dva váčky a tri polokruhovité kanáliky Perilymfa – tekutina vyplňujúca priestor medzi kostným a blanovitým slimákom  Fyziologia sluchu Zvuk – vzniká kmitáním pevných telies, je prenášaný vlnením z prostredia, charakterizovaný dlžkou vlnenia, frekvenciou a amplitudou Tóny – pravidelne vlnenie Šumy – nepravidelné vlnenie Ľudské ucho je schopné rozlišiť zvuky o frekvencii 16 Hz až 20 000 Hz Infrazvuk – nižšia frekvencia Ultrazvuk – vyššia frekvencia  Rovnovážny systém Uložený v labyrintu v tesné blízkosti sluchového ústrojenstva Podáva informacie o polohe a pohybe hlavy ….na tomto sa podieľajú ešte ďalšie receptory – kožná citlivosť, zrak, napätie svalov Dráždenie zmyslových buniek prechádza ako vzruch do VIII. hlavového nervu – sluchovorovnovážného, končí v predlženej mieche a čásť vlákien pokračuje do mozočku  Statické čidlo Dva vačky – utriculus a sacculus – vyplnené tekutinou – endolymfou Vlásky zmyslových buniek pokryté rôsolovitou hmotou s kryštalmi uhličitanu vápenatého – otolity – vyčnievajú do endolymfy Pri priamočiarom pohybe hlavy otolity vplyvom gravitacie svojím tlakom ohýbajú vlásky buniek statického čidla  Kinetické čidlo Tri polokruhovité kanálky uložené ve troch navzájom na seba kolmých rovinách Dutiny kanálikov vyplňuje endolymfa Vláskové bunky sú uložené v rozšírených začiatkoch kanálikov Vlásky sú zakotvené do rôsolovitej membrány, ktorá ich kryje Na začiatku a na konci rotačného pohybu hlavy dráždi endolymfa zmyslové bunky Motorický systém - mozková kôra – premotorická kôra, motorická kôra - ostatné časti mozgu riadiace pohyb: bazálne ganglia, thalamus, Varolův most, prodlžená miecha, mozoček Riadenie pohybu Lokalizacia v mozgové kôre