Fyziologie nervového systému Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem, státním rozpočtem České republiky a rozpočtem hlavního města Prahy. Fyziologie nervového systému 1. část Obr. č.1

Základy fyziologie nervového systému (NS) Základní funkce: komunikace se zevním prostředím a zpětná vazba jednota organismu paměť – na jejím základě zkušenost schopnost učit se Buňky NS: Receptory, senzory (příjem podnětů) Interneurony (zpracování přijatých informací, zajištění kontaktu a odevzdání informací v síti NS) Nervové buňky (vydávají příkaz) Podpůrné nebo jinak funkčně specializované buňky (glie, satelitní buňky)

Nervová buňka - neuron Dendrity = recepční část – přijímá informace a převádí je do dalších částí nervové buňky Tělo – nervové buňky (tvoří se v něm například mediátor, důležitý pro přenos informace v synapsi) Axon (neurit) - část převodní, končí v synaptickém zakončení obalen Schwannovou buňkou a myelinovou pochvou Obr. č.2

Dělení nervového systému Centrální nervový systém - CNS (mozek a mícha) Periferní nervový systém - PNF (nervy, které vedou senzorické informace do CNS = dráhy dostředivé, řízení hladkého a kosterního svalstva, srdečního svalu a žláz z CNS = dráhy odstředivé) Obr. č.3 Obr. č.4

Glie jako další buňky nervového systému nemají povahu neuronů V centrálním nervovém systému je jich až 10x více než neuronů jedná se neuroglie = astroglie, oligodendroglie a ependymové buňky (jsou považovány za hlavní kostru nervové sítě) a mikroglie (mají výraznou pohyblivost, schopnost fagocytózy – jsou to „úklidové“ buňky) V periferním nervovém systému (periferní nervy) jedná se o Schwannovy buňky (tvorba myelinu) a satelitní buňky oligodendroglie mikroglie astroglie Obr. č.5

Synapse = funkční kontakty mezi membránami dvou buněk, z nichž alespoň jedna je nervového původu zprostředkují trofické vlivy zajišťují přenos nervových vzruchů k přenosu vzruchu dochází obvykle z axonu na dendrit (= synapse axo-dendritická), nebo z axonu na tělo nervové buňky (= synapse axo-somatická) Obr. č.6

Chemická synapse synaptický přenos je zprostředkován chemickou cestou prostřednictvím mediátoru Synapsi tvoří: presynaptický útvar = vakovité rozšíření axonu s mitochondriemi a váčky s mediátorem synaptická štěrbina postsynaptický útvar = mediátor se váže na receptory Dělení synapsí: excitační inhibiční Mediátory: acetylcholin, noradrenalin, dopamin, serotonin, kyselina gama-aminomáselná (GABA), glycin, glutamát… Obr. č.7

Elektrická synapse průchod elektricky aktivních částic (obvykle oběma směry) je velmi rychlý „listy“ přiléhajících membrán musí být velmi blízko u sebe vyskytují se zejména u ryb u lidí – např. mezi axony nervových buněk čichového ústrojí Obr. č.8

Vznik vzruchu a jeho šíření Podprahové podněty: nevyvolávají zjevnou odpověď nervové tkáně Vzruch = děj způsobený aktivními změnami v membráně (vznik akčního potenciálu) Na počátku (= aktivace) – otevření sodíkových kanálů = propustnosti membrány pro Na+ = Na+ do buňky podle koncentračního gradientu obrácená polarizace Otevření draslíkových kanálů = K+ vodivosti z buňky elektrochemický gradient se dostává téměř do původního stavu Původní rovnováha Na+-K+ se nastavuje působením sodíko-draslíkové pumpy Obr. č.9

Vedení vzruchu axonem nemyelinizovaným axon je pokryt pouze tenkou vrstvou Schwannových buněk vzruch se šíří relativně pomalu Vedení vzruchu axonem myelinizovaným tyto axony jsou kryty myelinovou pochvou tato pochva je přerušována Ranvierovými zářezy vždy je drážděna najednou celá oblast mezi dvěma těmito zářezy = saltatorní vedení vzruchu vzruch se šíří rychleji Obr. č.10 Obr. č.11 Ranvierovy zářezy

Reflex = funkční jednotka nervové soustavy = odpověď organismu na dráždění čidel, zprostředkovaná nervovým systémem je determinován podnětem (zevním, vnitřním) je určen reflexním obloukem (receptor, aferentní = dostředivá dráha, centrum v míše – eferentní = odstředivá dráha) Obr. č.12

Klasifikace reflexů Podle receptoru - reflexy exteroreceptivní interoreceptivní proprioreceptivní Podle centra – reflexy extracentrální ( axonové a gangliové) centrální (míšní a mozkové) Podle efektoru – reflexy somatické autonomní Podle podmínek a pevnosti - reflexy nepodmíněné (vrozené) podmíněné (získané)

Podráždění (excitace), útlum (inhibice) = obecná vlastnost živé tkáně funkci membrány nervové buňky zajišťuje aktivita jednotlivých iontových kanálů v této membráně Odpověď membrány může být: depolarizace (zvýšená propustnost pro Na+, K+ a Cl-) – následně vzniká excitace hyperpolarizace (zvýšená propustnost pro K+ a Cl-) – následně vzniká inhibice (útlum) Podráždění a útlum jsou dva základní děje v činnosti nervové soustavy. inhibiční spoje excitační neuron Obr. č.13

Metabolismus nervové tkáně Pro nervovou tkáň je typické: Velká intenzita metabolismu (mozek váží jen 2% tělesné hmotnosti, ale energetický obrat činí 20% základní přeměny) Hlavním energetickým substrátem je glukóza Výrazná proteosyntéza (je spojena se zajištěním a obnovou struktur nervové buňky a přenos vzruchů) Mimořádná citlivost na zásobení kyslíkem Kontrola přísunu i odsunu metabolitů (hematoencefalická bariéra)

Energetický metabolismus CNS získávání energie v mozku je přímo závislé na přívodu glukózy spotřeba glukózy je vyšší než v jiných orgánech na mozek (2% tělesné hmotnosti) připadá 20% celkové spotřeby O2 spotřeba O2 vztažená na jednotku tkáně klesá od kůry k prodloužené míše Oddíly CNS Spotřeba O2 (ml/mg/hod) Mozková kůra Bazální ganglia n.caudatus Mozeček Talamus Střední mozek Prodloužená mícha Mícha 1,16 1,36 1,07 1,01 0,92 0,52 0,50 Obr. č.14

Seznam publikací, ze kterých byly použity obrázky Obr. Č.1: Van De Graaff K.: Human Anatomy. The McGraw-Hill. 2000. ISBN 0-07-23667-0 Obr. Č.2 - Van De Graaff K.: Human Anatomy. The McGraw-Hill. 2000. ISBN 0-07-23667-0 Obr. Č.3 – Van De Graaff K.: Human Anatomy. The McGraw-Hill. 2000. ISBN 0-07-23667-0 Obr. Č.4 - Van De Graaff K.: Human Anatomy. The McGraw-Hill. 2000. ISBN 0-07-23667-0 Obr. Č.5 - Van De Graaff K.: Human Anatomy. The McGraw-Hill. 2000. ISBN 0-07-23667-0 Obr. Č.6 - Mader S.S.: Human Biology. The McGraw-Hill. 2000. ISBN 0-07-290584-0 Obr. Č.7 - Van De Graaff K.: Human Anatomy. The McGraw-Hill. 2000. ISBN 0-07-23667-0 Obr. Č.8 - Fox S.I.: Human Physiology. The Mc. Graw-Hill. 1996. ISBN 0-697-20985-7 Obr. Č.9 - Carola R., Harley J.P., Noback Ch.R.: Human Anatomy. The McGraw-Hill. 1992. ISBN 0-07-010527-8 Obr. Č.10 - Fox S.I.: Human Physiology. The Mc. Graw-Hill. 1996. ISBN 0-697-20985-7 Obr. Č.11 - Fox S.I.: Human Physiology. The Mc. Graw-Hill. 1996. ISBN 0-697-20985-7 Obr. Č.12 - Trojan S. et al.: Fyziologie. Učebnice pro lékařské fakulty. 1. část, 2. část Avicenum Praha, 1988. Obr. Č.13 - Fox S.I.: Human Physiology. The Mc. Graw-Hill. 1996. ISBN 0-697-20985-7 Obr. Č.14 – Mysliveček J. et al.: Nervová soustava. Avicenum Praha, 1989. ISBN 08-093-89