Stavba a funkce nervové soustavy

 

Otázka: Stavba a funkce nervové soustavy

Předmět: Biologie

Přidal(a): Nika

 

 

Nervová soustava

• Společně s endokrinním systémem patří mezi tzv. řídící soustavy (přímo nebo nepřímo ovládá činnost všech orgánů, vytváří chování organismu, umožňuje jeho komunikaci s okolím)
• Zprostředkuje příjem, zpracování, ukládání i vydávání informací
• Je nadřazena hormonální i imunitní regulaci, řídí činnost kosterního svalstva a všech vnitřních orgánů
• Základním projevem je dráždivost (schopnost reagovat na vnitřní nebo vnější podněty)

 

Neurovědy:

• Neurofyziologie – teoretický obor, zaměřený na činnost a funkci nervové soustavy
• Neurologie – nemoci nervové soustavy, jejich diagnostika a léčba
• Neurochirurgie – chirurgická léčba nervových onemocnění (nádory, poranení…)
• Psychiatrie – diagnostika a léčba duševních poruch (mozková onemocnění, která se projevují poruchami chování a poruchami osobnosti)
• Psychologie – na pomezí lékařských a společenskovědních oborů, studuje chování, myšlení a city lidí

 

Trubicovitá nervová soustava, základní orgány (mícha a mozek) mají uvnitř centrální dutinu, která je vyplněna tekutinou (mozkomíšní mok)

Části:

• centrální nervový systém
  • mícha
  • mozek
• periferní (obvodový) systém

 

1. Centrální nervový systém (CVS)

= struktura tvořená větším počtem stupňovitě uspořádaných oddílů

• a) mícha
• • vývojově nejstarší část CNS
  • uložena v páteřním kanále, v míše má centrální dutina podobu centrálního kanálku
• b) mozek
  • uložen v dutině lebeční, hlavní řídící orgán NS
  • centrální dutina se v jeho nitru diferencuje do systému mozkových komor
  • rozdělení mozku
    • zadní mozek složený z prodloužené míchy, Varolova mostu a mozečku
    • střední mozek – společně s prodlouženou míchou a Varolovým mostem vytváří tzv. mozkový kmen
    • přední mozek tvořený mezimozkem a koncovým mozkem, vytváří mozkové polokoule = hemisféry, vývojově nejmladší část mozku
  • platí, že nejmladší mozkové oddíly jsou nadřazeny těm starším (nejvyšším řídícím orgánem je tedy přední mozek)

 

2. periferní = obvodový nervový systém

• tvořen 12 páry hlavových nervů a 31 páry míšních nervů, nervy se dále větví a vedou téměř do všech tkání
• není zcela samostatným oddílem, jeho funkce je spojení smyslových a výkonných orgánů s CNS
• dělení nervů (podle toho, zda jsou ovládáni vůlí nebo ne):
  • motorické nervy – umožňují především pohyb kosterních svalů a jejich činnost ovládáme vůlí
  • autonomní (vegetativní) nervy – ovlivňují především činnost hladkého svalstva a některých dalších tkání ve stěnách vnitřních orgánů, jejich aktivita není na naší vůli závislá

 

Nervová tkáň

• nervové buňky = neurony
• základní stavební i funkční složka
• základní funkcí je tvorba a přenos nervových signálů
• skládá se z:
  • těla (soma), které obsahuje buněčné jádro a cytoplazmu (u NS označovanou jako neuroplazma)
  • nervová vlákna – větší počet výběžků vycházející z těla

 

Typy nervových vláken:

• dendrity
  • zpravidla vycházejí z těla neuronu ve větším počtu
  • jde většinou o krátké výběžky buněčného těla
  • přijímají signály z jiných neuronů nebo smyslových buněk a vedou je jako vzruch (impuls) do nervové buňky
  • = vlákna dostředivá – jde o transport impulsu z vnějšku do nitra neuronu
• Neurit = axon
  • delší výběžek vedoucí vzruch odstředivě (z nervové buňky do dalšího neuronu nebo jiné tkáně – např. svalové)
  • je obalen myelinovou pochvou, která obsahuje tukovou substanci – myelin
  • z každého neuronu vychází pouze jeden neurit, místo na neuronu, z něhož neurit vystupuje, se nazývá iniciální segment

 

• v nervové tkáni jsou neurony uspořádány ve funkčně návazných sledech
• každé nervové vlákno je v kontaktu s dalšími těly neuronů nebo nervovými vlákny, místa styku se označují jako synapse
• neurony vyžadují pravidelný přísun glukózy a dalších látek, jsou extrémně citlivé na dostatečné zásobování kyslíkem → po 4-6 min srdeční zástavy nastává mozková smrt (po ní nelze pacienta oživit)
• nervová tkáň nemá příliš velkou schopnost regenerace → počet neuronů po narození nestoupá a zaniklé buňky nejsou nahrazovány novými, může se regenerovat pouze poškozený nebo přeťatý neuron

 

Rozdělení neuronů podle funkce: ztrácejí schopnost mitózy

• Senzorické = smyslové neurony
  • součástí periferního nervového systému
  • vedou signály ze smyslových orgánů do centrální nervové soustavy
  • = neurony dostředivé = aferentní
• Interneurony
  • všechny nervové buňky uložené uvnitř CNS
• Motorické = hybné neurony
  • spadají pod periferní nervový systém
  • jejich úkolem je vedení signálů z CNS k výkonným = efektorovým orgánům → neurony odstředivé

 

• kromě neuronů jsou v mozku a míše přítomné neuroglie = gliové buňky
  • podpůrná funkce a zajišťují výživu nervových buněk, některé z nich jsou schopny fagocytózy
  • z těchto buněk vznikají nádory
  • nevedou ani nevytváří vzruchy
  • tvoří více jak polovinu objemu CNS
  • rozlišujeme je podle velikosti, struktury a funkce:
  • Astrocyty = makroglie – velké hvězdicovité buňky, jejich výběžky sahají až do endotelu krevních kapilár, odtud přivádějí látky do nervové tkáně
  • Oligodendroglie – malé buňky bezprostředně sousedící s neuronem, vytvářejí myelinovou pochvu a zajišťují výživu nervových buněk
  • Mikroglie – nejmenší gliové buňky, mají jen drobné výběžky a jsou schopny fagocytózy, fungují jako složka imunity
• V periferních nervech zastávají funkci neuroglií tzv. Schwannovy buňky, které produkují myelin

 

Nervové vlákno – přenos vzruchu

• Nervové vlákno slouží k vedení vzruchů
• K přenosu vzruchu dochází na základě výměny iontů mezi vnitřním a vnějším prostředím nervového vlákna
• Koncentrace draselných, sodných, chloridových a hydrogenuhličitanových iontů jsou uvnitř nervového vlákna a v jeho vnějším okolí výrazně rozdílné
• Jde o elektricky nabité částice, proto tento koncentrační rozdíl vyvolává elektrické napětí mezi vnitřním a vnějším prostředím nervového vlákna → klidový potenciál (-50 až -90 mV)
• Na vnitřní straně membrány nervového vlákna se tak vytváří záporný náboj a na vnějším povrchu membrány kladný → membrána je polarizována

 

• V klidovém stavu je ve vnějším prostředí vyšší koncentrace sodných iontů a uvnitř vlákna vyšší koncentrace iontů draselných
  • Vzájemná výměna je možná jen za pomoci zvláštních proteinů vytvářejících tzv. iontové kanály, které jsou v klidovém stavu uzavřeny
• Při průchodu vzruchu (nebo při chemicky vyvolané změně) se otevřou kanály pro sodné ionty, které vlivem koncentračního spádu vnikají do nitra nervového vlákna → mění se rozložení elektrického náboje → vede to k snížení membránového potenciálu a k depolarizaci membrány
• Změny vyvolají vznik tzv. akčního potenciálu, který má opačnou hodnotu (opačné znamínko) než klidový potenciál → tento stav se nazývá transpolarizace membrány
• Po určitém zpoždění se otevřou i kanály pro draselné ionty → začnou přecházet z nitra nervového vlákna do vnějšího prostředí → koncentrace elektricky nabitých částic se vyrovná a potenciál se vrací k původní hodnotě → membrána se repolarizuje
• K obnovení původního koncentračního rozložení iontů dochází činností tzv. sodno-draselné pumpy
  • Proteinový aparát transportuje do vnějšího prostředí sodné ionty a dovnitř draselné ionty
  • Je nutná energie získávaná štěpením ATP

 

• Mezi vnitřním a vnějším prostředím vzniká v okamžiku depolarizace místní elektrický proud, který dráždí sousední úsek axonu, a tím otevírá další iontové kanály → vzruch se formou akčního potenciálu šíří po celém nervovém vlákně i po těle nervové buňky
  • Axony nervových buněk jsou obaleny myelinovou pochvou, která funguje jako izolační vrstva a zabraňuje přeskakování vzruchu mezi sousedními axony
  • Pochva je místa přerušena Ranvierovými zářezy → význam pro rychlé šíření (tzv. saltatorní vedení) vzruchu na velké vzdálenosti
  • V těchto místech je membrána nervového vlákna vybavena větším množstvím iontových kanálů, k depolarizaci dochází jen v těchto místech → urychlení vedení

 

Synapse

• Vytvářejí se v místě kontaktu nervových buněk (popř. nervových vláken)
• Na povrchu neuronu je v mozku 500 bilionů synapsí, na povrchu jiné nervové buňky 3 000 – 15 000 synapsí
  • K převodu vzruchu dochází převážně z axonu neuronu na dendrit jiné nervové buňky (synapse axodendrické) nebo z axonu na tělo nervové buňky (synapse axiomatické)
  • Mohou existovat i jiné typy synapsí (mezi dvěma axony, mezi dvěma dendrity, mezi nervovou buňkou a buňkou jiné tkáně – např. svalovým vláknem…)
• Nervová vlákna se v místech synapsí přímo nedotýkají – synaptická štěrbina

 

Rozlišujeme podle směru šíření vzruchu:

• presynaptická membrána
  • útvar, struktura, odkud vzruch přichází
  • vakovité či knoflíkovité rozšíření nervového vlákna
• postsynaptická membrána
  • část nervového vlákna nebo těla neuronu, kam se vzruch přenáší
• vzruch ve formě akčního potenciálu dojde je konci nervového vlákna, přechází v místě synapse na postsynaptický neuron (nebo nervové vlákno) ve formě chemického signálu
• v místě synapse se vylučuje z nervového zakončení (z váčků) chem. látka = neurotransmiter = mediátor – nejznámější acetylcholin a noradrenalin

 

• mediátor putuje synaptickou štěrbinou a váže se na receptor v postsynaptické membráně (stejně to funguje i na nervosvalové ploténce – místo, kde nerv končí na svalovém vlákně)
• po vazbě mediátoru na receptor se mění propustnost postsynaptické membrány pro sodné ionty (ty vstupují do vnitřního prostoru, kde je koncentrace sodíku nižší) → dojde ke změně membránového potenciálu a k depolarizaci membrány
• tak dochází k podráždění na postsynaptické membráně a vytváří se zde excitační synaptický potenciál (může se šířit až iniciálnímu segmentu nervové buňky)
• integrací synaptických potenciálů z velkého počtu synapsí pak na membráně neuronu vzniká akční potenciál, který se dále šíří nervovým vláknem
• z většího počtu informací pak vzniká informace nová → v každém neuronu dochází ke změně = transformaci příchozí informace
  • tento způsob je charakteristický pro excitační = budivé synapse
  • existují také inhibiční = tlumivé synapse, kdy dochází k opačnému ději
  • kromě chemických synapsí existují i synapse elektrické, kdy jsou membrány presynaptických a postsynapatických buněk velmi těsně u sebe a jsou spojeny drobnými kanálky
    • elektrické synapse se ve větší míře vyskytují u bezobratlých a nižších obratlovců

 

Reflex

• nervová činnost se uskutečňuje v soustavách neuronů, uspořádaných do nervových obvodů (zprostředkují odpověď organismu na změny vnějšího i vnitřního prostředí)
• Nejjednodušší forma nervového obvodu – reflexní oblouk
  • Přenáší se signál z čidla nervovou dráhou k výkonnému orgánu
• Vnější i vnitřní podnět je zaznamenán receptorem (ve formě podráždění)
  • Může to být nervové zakončení, smyslové tělísko (v kůži), receptorový orgán (oko)
• Vzruchová aktivita je vedena dostředivým (aferentním) nervem do centrální nervové soustavy, kde je vyhodnocena a zpracována
• Prostřednictvím odstředivého (eferentního) nervu vychází impulzy do výkonného = efektorového orgánu (ten zajistí patřičnou reakci)

 

Typy reflexů podle Pavlova:

• Nepodmíněné reflexy
  • Jsou vrozené, uskutečňují se v geneticky podmíněných reflexních oblocích → projev nižší nervové činnosti
  • Např. zornicový, slinný, defekační, patelární (čéškový) reflex
    • Zornicový reflex – chrání sítnici před příliš intenzivním světlem a umožňuje zvýšit množství světla vstupujícího do oka
    • Patelární reflex – často se zjišťuje při neurologickém vyšetření, při úderu na čéškový vaz dochází ke kontrakci čtyřhlavého stehenního svalu
• Podmíněné reflexy
  • Získávají se učením během života → vyšší nervová činnost
  • bývají jen dočasné (nikdy nevymizí, jsou jen utlumené ) → vyhasínání podmíněného reflexu
  • Jejich centrum je v mozkové kůře
  • Např. instinktivní a emotivní chování, učení, paměť