Prof. dr hab. Nadzieja Drela Dr Magdalena Markowska ANATOMIA I MORFOLOGIA FUNKCJONALNA CZŁOWIEKA

Transkrypt

1 Prof. dr hab. Nadzieja Drela Dr Magdalena Markowska ANATOMIA I MORFOLOGIA FUNKCJONALNA CZŁOWIEKA 1

2 Układ nerwowy i zmysły dr Magdalena Markowska Zakład Fizjologii Zwierząt Instytut Zoologii, Wydział Biologii, UW

3 3

4 Cel układu nerwowego układ nerwowy ma za zadanie odebrać informacje ze środowiska zewnętrznego i wewnętrznego organizmu, przetworzyć te informacje i odpowiednio zareagować na nie impulsami do narządów wykonawczych 4

5 Podział anatomiczny układu nerwowego 1) Ośrodkowy układ nerwowy (zwany też centralnym układem nerwowym) mózg i rdzeń kręgowy 2) Obwodowy układ nerwowy (zwany też peryferycznym układem nerwowym) nerwy: czaszkowe i rdzeniowe zwoje: czaszkowe, rdzeniowe i autonomiczne 5

6 Podział anatomiczny układu nerwowego Mózg Ośrodkowy UN Obwodowy UN Móżdżek Rdzeń przedłużony Nerwy szyjne Rdzeń kręgowy Nerwy piersiowe Nerwy lędźwiowe Nerwy krzyżowe 6 Część ogonowa Copyright 2006 Pearson Education Inc. Publishing as Benjamin Cummings

7 Ośrodkowy układ nerwowy 1. Mózg i rdzeń kręgowy otoczone są 3 oponami mózgowymi, które je chronią. Opona miękka jest unaczyniona, tak, aby możliwe było odżywianie tkanki nerwowej. czaszka twarda pajęczynówka miękka opony mózgowe twarda pajęczynówka miękka opony rdzeniowe kręgi rdzeń kręgowy 7

8 Ośrodkowy układ nerwowy 1. Między oponami a tkanką nerwową przepływa płyn mózgowordzeniowy (CSF), który: amortyzuje wstrząsy rozprowadza substancje odżywcze odprowadza produkty przemiany materii 2. Płyn mózgowo-rdzeniowy tworzony jest z osocza krwi przez splot naczyniówkowy znajdujący się w układzie komorowym mózgu 8

9 Układ komorowy i CSF 9 Wikipedia

10 Ośrodkowy układ nerwowy bruzda kora zakręt warstwy kory (istota szara) istota biała istota biała 10 aksony

11 Ośrodkowy układ nerwowy LEWA PÓŁKULA PRAWA PÓŁKULA kora nadwzgórze wzgórze istota szara ciało modzelowate komory mózgu jądra podstawne podwzgórze istota biała ciało migdałowate 11

12 Ośrodkowy układ nerwowy 12

13 Ośrodkowy układ nerwowy 1. Mózg obszary odpowiedzialne za myślenie, węch, mowę, wzrok, słuch, ruch ciała płat czołowy płat ciemieniowy płat potyliczny płat skroniowy kora przedruchowa kora przedczołowa (myślenie) pole Broca (mowa) kora węchowa limbiczna kora asocjacyjna I rzędowa kora ruchowa kora czuciowa kora wzrokowa kora słuchowa kora czuciowa asocjacyjna kora wzrokowa asocjacyjna 13

14 Ośrodkowy układ nerwowy 1. Mózg część limbiczna odpowiedzialna za pamięć, uczenie się, emocje wzgórze hipokamp opuszka węchowa ciało migdałowate 14

15 Ośrodkowy układ nerwowy 2. Móżdżek obszar odpowiedzialny za koordynację ruchów płat czołowy płat ciemieniowy płat potyliczny płat skroniowy móżdżek 15

16 Ośrodkowy układ nerwowy 3. Pień mózgu obszary odpowiedzialne za regulację tętna, przełykania, oddychania, ciśnienia krwi płat czołowy płat ciemieniowy płat potyliczny płat skroniowy móżdżek pień mózgu 16

17 Ośrodkowy układ nerwowy 4. Rdzeń kręgowy obszary odpowiedzialne za wydalanie, erekcję i ejakulację, odruchy, przesyłanie informacji od mózgu na obwód organizmu neuron czuciowy neuron motoryczny istota szara róg grzbietowy korzeń grzbietowy zwój korzenia grzbietowego róg brzuszny istota biała korzeń brzuszny 17 Copyright 2006 Pearson Education Inc. Publishing as Benjamin Cummings

18 Obwodowy układ nerwowy To wszystkie nerwy pozostające poza mózgiem i rdzeniem kręgowym. Dzielimy je na: nerwy czaszkowe (12 par), które są m.in odpowiedzialne za odczucia smakowe, węchowe, wzrokowe nerwy rdzeniowe (31 par), które doprowadzają informację od receptorów do rdzenia (droga czuciowa) i od rdzenia do narządów docelowych (droga efferentna) 18

19 Podział obwodowego układu nerwowego Ośrodkowy układ nerwowy Droga czuciowa (dośrodkowa, aferentna) Droga motoryczna (odśrodkowa, eferentna) Somatyczna Autonomiczna Współczulna Przywspółczulna Jelitowa (visceromotoryczna) Postawa Lokomocja Oprawa ruchowa Regulacja czynności narządów wewnętrznych Koordynacja procesów metabolicznych 19

20 Droga czuciowa (dośrodkowa, aferentna) zwój czuciowy neuron czuciowy rdzeń kręgowy receptor 20

21 Droga motoryczna somatyczna (odśrodkowa, eferentna) motoneuron rdzeń kręgowy nerw rdzeniowy mięsień szkieletowy 21

22 Droga motoryczna autonomiczna (odśrodkowa, eferentna) rdzeń kręgowy zwój autonomiczny motoneuron II rzędu motoneuron I rzędu jelito grube 22

23 Autonomiczny układ nerwowy Współczulny Przywspółczulny Pobudzanie (+) szyjne Hamowanie (-) piersiowe lędźwiowe krzyżowe 23

24 Autonomiczny układ nerwowy OUN Obwodowy UN neuron przedzwojowy obwodowy zwój autonomiczny neuron zazwojowy efektor 24

25 Autonomiczny układ nerwowy przywspółczulny współczulny OUN Obwodowy UN OUN Obwodowy UN ACh neuron przedzwojowy ACh neuron przedzwojowy rec. nikotynowy rec. nikotynowy neuron zazwojowy neuron zazwojowy rec. muskarynowy ACh rec. adrenergiczny NA efektor efektor 25

26 Autonomiczny układ nerwowy OUN Obwodowy UN ACh neuron przedzwojowy współczulny rdzeń nadnerczy rec. nikotynowy adrenalina komórka docelowa rec. adrenergiczny 26

27 Organizacja funkcjonalna układu nerwowego Ośrodkowy UN Neuron dośrodkowy Integracja, interpretacja Interneuron Neuron odśrodkowy Obwodowy UN Odbiór Receptory, zmysły Ośrodki integracji informacji Odpowiedź Drogi odśrodkowe 27 Copyright 2006 Pearson Education Inc. Publishing as Benjamin Cummings

28 Organizacja funkcjonalna układu nerwowego 28

29 Ale jak to działa? 29

30 Nerw akson pęczek neuronów naczynia krwionośne nerw 30

31 Komórka nerwowa - neuron dendryty jądro siateczka endoplazmatyczna akson osłonka mielinowa zakończenie aksonu 31

32 Komórka nerwowa - mielinizacja 32

33 Komórki glejowe Ependyma Astrocyty - transport substancji odżywczych, rozwój neuronów, regulacja poziomu neurotransmiterów i komunikacji synaptycznej; uszczelnianie bariery krewmózg Mikroglej - funkcje odpornościowe Neuron Astrocyty Oligodendrocyty tworzą osłonkę mielinową w OUN Ependyma - wyściełają komory mózgu Komórki Schwanna- wzrost prędkości przekazywania sygnału, regeneracja i wzrost neuronów Oligodendrocyt Mikroglej Komórki Schwanna 33 Copyright 2006 Pearson Education Inc. Publishing as Benjamin Cummings

34 Bariera krew-mózg 1. Fizyczna i biochemiczna bariera pomiędzy naczyniami krwionośnymi a tkanką nerwową. 2. Umożliwia wybiórczy transport substancji z krwi do płynu mózgowordzeniowego. 3. Specyficzna budowa śródbłonka naczyń krwionośnych bardzo szczelne połącznia. 4. Astrocyty gęsto oplatają naczynia, dlatego też związki przedostają się z naczyń do płynu mózgowo-nerwowego i komórek nerwowych poprzez astrocyty. 34

35 Sygnały elektryczne Komórki nerwowe wytwarzają sygnały elektryczne zwane potencjałami czynnościowymi Umożliwiają one propagację sygnału z jednej części ciała do drugiej Wytworzenie sygnałów elektrycznych jest możliwe dzięki istnieniu różnicy stężeń jonów pomiędzy zewnętrzna i wewnętrzną częścią błony komórkowej 35

36 Błona komórkowa Zewnętrzna część (dodatni ładunek, głównie jony Na + ) Wewnętrzna część (ujemny ładunek, głównie aniony białkowe) 36

37 Przemieszczanie się potencjału czynnościowego Na + zew. kom. >> Na + wew. kom. K + zew. kom. << K + wew. kom

38 Przewodzenie skokowe 38

39 Synapsa Potencjał czynnościowy Pęcherzyki synaptyczne Ca 2+ Neurotransmiter Miejsce wiązania neurotransmitera Receptor 39

40 Synapsa Neurotransmiter Receptor Efekt Acetylocholina Glicyna Nikotynowy Muskarynowy Pobudzenie lub hamowanie Hamowanie Glutaminian GABA Dopamina AMPA NMDA Kainowy GABA A GABA B Pobudzenie lub hamowanie Hamowanie Hamowanie lub pobudzenie Noradrenalina I Hamowanie lub pobudzenie 40

41 Mnogość synaps 41

42 Zmysły

43 Rodzaje receptorów Typ bodźca: chemoreceptory termoreceptory osmoreceptory baroreceptory mechanoreceptory magnetoreceptory elektroreceptory Źródło bodźca: exteroreceptory interoreceptory proprioreceptory 43

44 Dotyk 44

45 Mechanoreceptory rozmieszczenie w skórze A Ciałka Meissnera delikatny dotyk, wibracje niskich częstotliwości B Tarcza Merkla dotyk, delikatny nacisk C Wolne zakończenia nerwowe ból D Ciałka Pacciniego czucie głębokie: rozciąganie, wibracje wysokiej częstotliwości E Ciałka Ruffiniego rozciąganie Termoreceptory oddzielne zimna i ciepła 45

46 Mechanoreceptory receptory dotyku i nacisku receptory ciałko Meissnera dyski Merkela ciałko Paciniego ciałko Ruffiniego obszary czuciowe nacisk i dotyk stymulacja 46 odpowiedź

47 Powonienie 47

48 Położenie nabłonka węchowego opuszka węchowa nabłonek węchowy małżowiny nosowe 48

49 Schemat wąchania opuszka węchowa komórki mitralne 4. Przekazywanie sygnałów do dalszych struktur mózgu kłębuszek kość sitowa neurony receptorowe rzęski neuronów czuciowych 3. Konwergencja sygnałów w kłębuszku 2. Aktywacja neuronów czuciowych przestrzeń jamy nosowej 1. Łączenie cząsteczki zapachowej z receptorem 49

50 Nabłonek węchowy - budowa komórka podstawna komórka podporowa (towarzysząca) neuron czuciowy śluz Inne komórki: Komórki mikrokosmkowe wysyłają projekcje pseudoaksonalne do opuszki węchowej, ale są niewrażliwe na cząstki zapachowe Wyściełające gruczoły i kanały wyprowadzające 50

51 Smak 51

52 Smak Pięć podstawowych smaków: słodki węglowodany, alkohole, niektóre aminokwasy słony jony metali (sole nieorganiczne) kwaśny jony wodorowe (kwasy) gorzki alkaloidy, kofeina, nikotyna, niektóre aminokwasy umami aminokwasy, głównie glutaminian 52

53 Kubki smakowe rzęski komórka podporowe komórka smakowa komórka podstawna neurony czuciowe 53

54 Pola recepcyjne języka gorzki kwaśny słodki słony Umami intensywność smaku: Receptory związane z białkami G (kaskada sygnałowa camp) Temperatura: Zakończenia sensoryczne nerwu trójdzielnego: Tłuszcze: Zimno receptory TRP- M8, mięta, mentol, kamfora Gorąco receptory TRP- V1 kapsaicyna, etanol Detekcja kwasów tłuszczowych: receptor CD 36 Garbniki: Obkurczanie błon śluzowych - taniny 54

55 Słuch 55

56 Co to jest dźwięk? Dźwięk jest każdą słyszalną wibracją cząsteczek 56

57 Budowa ślimaka Zwój spiralny ślimaka Błona przedsionkowa Schody przedsionka Okienko owalne Błona przedsionkowa Schody środkowe Nerw ślimakowy Błona pokrywowa Błona pokrywowa Narząd Cortiego Błona podstawna Zewnętrzne k. włoskowate Komórki towarzyszące Błona podstawna Stereocilia Wewnętrzna k. włoskowata Aksony neuronów czuciowych 57

58 Potencjały czynnościowe w neuronach czuciowych ślimaka 58

59 Jony Na +, K + i Ca ++ uczestniczą we wzbudzeniu komórek włoskowatych Stereocilia są sztywnymi, połączonymi ze sobą strukturami Ruch błony podstawnej powoduje ich przechylanie i otwieranie mechanowrażliwych kanałów kationowych Jony Na+ napływają do wnętrza komórki powodując zmiany jej polaryzacji, pociągające za sobą zmiany wydzielania neurotransmitera do szczeliny synaptycznej Jony K + i Ca ++ uczestniczą w powstawaniu spontanicznych cyklicznych zmian polaryzacji komórek włoskowatych 59

60 Wzrok 60

61 Anatomia ludzkiego oka Siatkówka Naczyniówka Twardówka Naczynia krwionośne Nerw wzrokowy Plamka żółta Część tylna wypełniona cieczą szklistą Mięsień rzęskowy w ciele rzęskowym Soczewka Tęczówka Źrenica Rogówka Część przednia wypełniona cieczą wodnistą 61