Dr inż. Marta Kamińska

Wy

kła

d 4

Zakład B

iofizyki IIMN

ow

e t

ec

hn

iki

i te

ch

no

log

ie d

la m

ed

yc

yn

y

Wy

kła

d 4

Zakład B

iofizyki IIM

Uk

ład

ne

rwo

wy

Uk

ład

ne

rwo

wy

za

pe

wn

ia ł

ąc

zn

oś

ć o

rga

niz

mu

ze

św

iate

m

ze

wn

ętr

zn

ym

, z

ez

pa

la u

kła

dy

w j

ed

ną

ca

łoś

ć,

zp

raw

ują

c

jed

no

cz

eś

nie

na

d n

im k

on

tro

lę.

Wy

kła

d 4

Zakład B

iofizyki IIM

Uk

ład

ne

rwo

wy

Układ nerw

owy człowieka łączy narządy czuciowe (receptory) z

mięśniami i gru

czołami (efektory). Z chwilą pobudzenia receptora

następuje w

łaściw

a reakcja odpowiedniego efektora.

Układ nerw

owy spełnia dwie podstawowe funkcje: przewodzenia

impulsów i integrację czynności poszczególnych części ciała.

Wy

kła

d 4

Zakład B

iofizyki IIM

Po

dz

iał

uk

ład

u n

erw

ow

eg

o

Istnieją dwa podziały układ

u nerwoweg

o:

topograficzny i czyn

nościowy

W podziale topograficznym układ

nerwowy dzielim

y na:

•układ

nerwowy ośrodko

wy

•układ

nerwowy obwodowy

W podziale czynnościowym układ

nerwowy dzielim

y na:

•układ

nerwowy somatyczny, którego efektorami są m

ięśnie poprzecznie

prążkowan

e

•układ

nerwowy au

tonomiczny, którego efektorami są m

ięśnie gładkie,

mięsień

sercowy i gruczoły

Wy

kła

d 4

Zakład B

iofizyki IIM

Uk

ład

ne

rwo

wy

oś

rod

ko

wy

Do ośrodko

weg

o układ

u nerwoweg

o zalicza się

mózgowie i rdzeń kręgowy.

Rdzeń kręgowyjest otoczony i osłonięty przez kan

ał

kostny łukó

w rdzeniowych kręgów. Spełnia dwie

zasadnicze funkcje: przew

odzi impulsy z mózgu i do

mózgu oraz jest ośrodkiem

odruchów.

Mózg jest rozszerzonym

przed

nim

końcem rdzenia.

Średnia m

asa m

ózgowia u m

ężczyzn wyn

osi 1375-1405g

a u kobiet 245-1275 g. Różnice w m

asie wyn

ikają z

mniejszej przeciętnej m

asy ko

biet.

(1) -mózg,

(2) -Ośrodko

wy

układ nerwowy,

(3) -rdzeń kręgowy.

Wy

kła

d 4

Zakład B

iofizyki IIM

Uk

ład

ne

rwo

wy

oś

rod

ko

wy

Rd

ze

ń k

ręg

ow

y

Wy

kła

d 4

Zakład B

iofizyki IIM

Uk

ład

ne

rwo

wy

oś

rod

ko

wy

Mó

zg

ow

ie

A -płat czołowy, B -płat skroniowy, C -bruzda Rolanda, D -płat

ciem

ieniowy, E -płat potyliczny, F -móżdżek

Wy

kła

d 4

Zakład B

iofizyki IIM

Układ

nerwowy obwodowy

Z m

ózgu i rdzenia wychodzą parzyste nerwy

mózgowe i rdzeniowe, które łączą wszystkie

receptory i efektory z m

ózgiem i rdzeniem

tworząc układ nerw

owy obwodowy.

Wy

kła

d 4

Zakład B

iofizyki IIM

Po

dz

iał

uk

ład

u n

erw

ow

eg

o

Istnieją dwa podziały układ

u nerwoweg

o:

topograficzny i czyn

nościowy

W podziale topograficznym układ

nerwowy dzielim

y na:

•układ

nerwowy ośrodko

wy

•układ

nerwowy obwodowy

W podziale czynnościowym układ

nerwowy dzielim

y na:

•układ

nerwowy somatyczny, którego efektorami są m

ięśnie poprzecznie

prążkowan

e

•układ

nerwowy au

tonomiczny, którego efektorami są m

ięśnie gładkie,

mięsień

sercowy i gruczoły

Wy

kła

d 4

Zakład B

iofizyki IIM

Uk

ład

ne

rwo

wy

zo

ma

tyc

zn

y

W obrębie somatyczneg

o układ

u nerwoweg

o wyróżnia się:

•układ

piramidowykierujący wykonyw

aniem ruchów świadomych

•układ

pozapiramidowy

kierujący

wykonyw

aniem

ruchów

zautomatyzowan

ych i reg

ulujący nap

ięcie mięśni. Bierze on udział

w

utrzyman

iu prawidłowej postaw

y ciała.

Wy

kła

d 4

Zakład B

iofizyki IIM

Uk

ład

ne

rwo

wy

au

ton

om

icz

ny

Układ

ten

skład

a się z:

•układ

u sympatycznego (współczulneg

o)

•układ

u parasympatycznego (przyw

spółczulneg

o)

Serce, płuca, przew

ód poka

rmowy i inne narządy wew

nętrzne są unerwione

przez specjalny zespół nerwów obwodowych, noszących wspólną nazwę

autonomicznego układu nerw

owego

Układ

nerwowy

autonomiczny

różni się

od reszty układ

u nerwoweg

o.Nie

podlega

pełnej ko

ntroli

mózgu;

nie możemy

bowiem dow

olnie zm

ieniać

szyb

kości tętna

serca

albo ruchów mięśni, żołądka

czy

jelit. Inną

ważną

cechą tego układ

u jest podwójne unerwienie każdeg

o narząd

u w

ewnętrzneg

o

przez włókn

a sympatyczne i parasym

patyczne. Oba te układ

y działają zw

ykle

antagonistycznie. Jeśli jeden

wzm

aga aktyw

ność to drugi zm

niejsza ją.

Wy

kła

d 4

Zakład B

iofizyki IIM

Tk

an

ka

ne

rwo

wa

Podstawową jednostką strukturalną i funkcjonalną tkanki nerw

owejjest

komórka nerwowa –neuron.

W organizmie ludzkim

występuje ok. 14-15 m

iliardów neu

ronów

rozm

ieszczonych w ośrodko

wym

i obwodowym

układ

zie nerwowym

. Oprócz

komórek nerwowych w skład

tkanki nerwowej wchodzą:

•w ośrodko

wym

układ

zie nerwowym

–ko

mórki glejowe, wyo

drębnione w

oddzielny rodzaj tkan

ki zwan

ej tkanką glejową,

•w obwodowym

układ

zie nerwowym

–ko

mórki zw

anelemocytami

(komórki Schwan

na) tworzące neu

rolemę.

Wy

kła

d 4

Zakład B

iofizyki IIM

Ko

mó

rka

ne

rwo

wa

Przeciętny neuron m

a około 0,1 m

m średnicy, ale m

oże m

ieć

długość nawet kilku m

etrów. Tradycyjny neuron dzieli się na

trzy części: ciało komórki(p

erykarion), dendryty, akson

(neuryt)

Wy

kła

d 4

Zakład B

iofizyki IIM

Ko

mó

rka

ne

rwo

wa

Charak

terystycznym

i składnikam

i cytoplazm

y ko

mórki nerwowej są

ziarnistości zawierające RNA, zw

ane tigro

idem, których ilość

zmniejsza się wskutek długotrwałej prac ko

mórki, oraz włókien

ka

nerwowe, inaczej neu

rofibryle. Tworzą one w perykarionie

sieć a w

wyp

ustkach komórki nerwowej układ

ają się w postaci równoległej

wiązki.

Wy

kła

d 4

Zakład B

iofizyki IIM

Ko

mó

rka

ne

rwo

wa

Niektóre aksony mogą być otoczone białkowo-lipidową

substan

cją –mieliną, okryw

ającą akson seg

men

towo.

Zew

nętrznie w stosunku

do m

ielinyznajduje się osłonka

zbudowan

a z lemocytów(neu

rolema)

Wy

kła

d 4

Zakład B

iofizyki IIM

Ko

mó

rka

ne

rwo

wa

Podział czynnościowy ko

mórki nerwowej:

•dendryty

odbierają bodźce ze środowiska

albo od innej komórki,

•aksonrozprowad

za albo przew

odzi impuls nerwowy

•ciało komórki nerw

owejuczestniczy w m

etab

olizmie i wzroście

komórki nerwowej

Wy

kła

d 4

Zakład B

iofizyki IIM

Ko

mó

rka

ne

rwo

wa

Obraz mikroskopowy. Powiększenie 40 razy

Wy

kła

d 4

Zakład B

iofizyki IIM

Ko

mó

rka

ne

rwo

wa

Ze w

zględu na liczbę w

ypustek,

komórki nerw

owe dzielimy na:

•jednobiegunowe(unipolarne) –

słab

o

reprezentowan

e w organ

izmie;

występują w części ruchowej nerwu

trójdzielneg

o oraz w podwzgórzu

•dwubiegunowe(bipolarne) –

komórka ma dwie wyp

ustki, z których

jedna jest den

drytem a druga

neu

rytem; spotyka się je m.in. w

siatkó

wce oka

•wielobiegunowe(m

ultipolarne) –

najczęściej występujący typ

komórek

nerwowych; charakteryzuje się

posiadan

iem licznych den

drytów i

jedneg

o neu

rytu, m.in. stan

owią

wyp

ustki ruchowe rdzenia kręgoweg

o

dochodzące do m

ięśni ko

ńczyn

.

Wy

kła

d 4

Zakład B

iofizyki IIM

Ko

mó

rka

ne

rwo

wa

Pod w

zględem czynnościowym komórki nerw

owe

dzielimy na:

•czuciowe (dośrodko

we) –

biegną od recep

tora

•ruchowe (odśrodko

we) –

biegną od efektora

(narządu)

•pośred

niczące

(kojarzen

iowe, wstawko

we)

–występują pomiędzy

neu

ronam

i czuciowym

i i

ruchowym

i

Wy

kła

d 4

Zakład B

iofizyki IIM

Ko

mó

rka

ne

rwo

wa

Neuryty i dendryty kończące się w

znacznej odległości od

perykarionu, których długość u człowieka m

oże dochodzić do 1 m

,

nazywamy włóknami nerwowymi.

Włókn

a nerwowe

otoczone

osłonką mielinową

noszą

nazwę

włókien

rdzennych

lub m

ielinowych, w przeciwieństwie do w

łókien

nie

wyp

osażonych w mielinę, określanych jako

włókn

a bezrd

zenne

lub

bezmielinowe.

W ośrodko

wym

układ

zie

nerwowym

włókn

a są okryte

wyłącznie słonką

mielinową, tw

orząc jego substan

cję

białą,

oraz

występują w nerwie

wzroko

wym

. W nerwach mózgowych ( z wyjątkiem

nerwu wzroko

weg

o i

nerwów w

ęchowych –

ostatnie nie m

ają żadnych osłonek) oraz rdzeniowych

włókn

a nerwowe

są wyp

osażone

w osłonkę mielinową

a ponadto mają

osłonkę utw

orzoną z ko

mórek zw

anych lem

ocytami.

Wy

kła

d 4

Zakład B

iofizyki IIM

Sy

na

pz

y

Synapsa

(styk)

jest

okolicą,

gdzie

jedna

komórka

–presynaptyczna–wchodzi w bard

ziej lub m

niej ścisłe połączenie z

dru

gą komórką –

postsynaptyczną, na którą oddziaływuje.

Syn

apsy zaw

ierają pęcherzyki syn

aptyczne, w

których znajduje się

neu

rohorm

on –

substan

cja

uczestnicząca w przew

odzeniu im

pulsów

nerwowych. Im

pulsy

przew

odzone

przez akson, docierając do synap

sy,

powodują

uwalnianie

z pęcherzykó

w

neu

rohorm

onu

do

przestrzeni

synaptycznej. Neu

rohorm

on pobudza błonę

postsynap

tyczną, wyw

ołując

zmianę jej polaryzacji.

Wy

kła

d 4

Zakład B

iofizyki IIM

Sy

na

pz

y

Wy

kła

d 4

Zakład B

iofizyki IIM

Sy

na

pz

y

Wy

kła

d 4

Zakład B

iofizyki IIM

Sy

na

pz

y

Przew

odzenie syn

aptyczne jest wolniejsze niż przew

odzenie wzdłużnerwu i

jest przen

oszone

tylko w jednym

kierunku

: z

organu czucioweg

o do

rdzenia kręgoweg

o i m

ózgu, natomiast w

neu

ronach ruchowych z m

ózgu i

rdzenia kręg

oweg

o do mięśni i gruczołów. Kontrola odbyw

a się

przez

aksony, ponieważ tylko zako

ńczen

ie aksonu jest zdolne

do wyd

zielan

ia

substan

cji chem

icznej pobudzającej następny neu

ron.

Każde

włókn

o

nerwowe

może

przew

odzić

impulsy

w obu

kierunkach. Jeśli jest elektrycznie stymulowan

e w jeg

o środko

wej

części to

powstają dwa impulsy rozchodzące się w

przeciwnych kierunkach. Jednak

pobudzenie przen

oszone

w kierunku

den

drytu zostaje

zatrzymane

po

osiągnięciu zakończen

ia.

Wy

kła

d 4

Zakład B

iofizyki IIM

Po

ten

cja

ł c

zy

nn

oś

cio

wy

Bodziec działający

na

błonę

komórkową

neu

ronu zm

ienia jej

właściwości, co wyw

ołuje potencjał czyn

nościowy. Do wnętrza

neu

ronu

nap

ływają

jony

Na+. Zjawisko

to określa się

jako

dep

olaryzację

błony

komórkowej. Jony Na+

początko

wo w

nikają w m

iejscu działan

ia bodźca. W

momen

cie

wyrównania ładunkó

w elektrycznych dep

olaryzacja

zaczyn

aprzesuwać się

na

sąsied

nie odcinki błony

komórkowej aż do zako

ńczen

ia

aksonu.

Impulsem nerw

owym jest

więc przesuwanie się fali

depolaryzacji

od miejsca zadziałan

ia bodźca

na

błonę

komórkową

do

zako

ńczeń

neu

ronu.

Wy

kła

d 4

Zakład B

iofizyki IIM

Po

ten

cja

ł c

zy

nn

oś

cio

wy

Wy

kła

d 4

Zakład B

iofizyki IIM

Po

ten

cja

ł c

zy

nn

oś

cio

wy

W p

owstaw

aniu i p

rzeb

iegu p

otencjału czynnościoweg

o zasad

nicze

znaczenie m

a tran

sport jonów Na+

i K+przez błonę ko

mórkową. Odbyw

a się o

zgodnie z gradientem stężeń.

Osiągnięcie

przez błonę

potencjału progoweg

o powoduje otw

arcie

szyb

kich kanałów sodowych w błonie ko

mórkowej.

Nap

ływ jonów Na+

odpowiada za fazę dep

olaryzacji. Z

chwilą osiągnięcia potencjałuiglicoweg

o

stopniowo zamykają się

kanały

sodowe

a otw

ierają kanały

potasowe.

Następuje odpływ dodatniego ład

unku

z komórki co pow

oduje rep

olaryzację

błony ko

mórkowej.

Wy

kła

d 4

Zakład B

iofizyki IIM

Ro

zc

ho

dz

en

ie z

ię i

mp

ulz

ów

Przekazyw

anie impulsów w włókn

ach

nag

ich odbyw

a się poprzez ciągłą

dep

olaryzację, która rozchodzi się z

małą prędko

ścią 0,5-2,0 m

/s

Wy

kła

d 4

Zakład B

iofizyki IIM

Ro

zc

ho

dz

en

ie z

ię i

mp

ulz

ów

W aksonach okrytych m

ielinąi

neu

rolemąim

puls rozchodzi się

skoko

wo i dzięki temu szybciej –

od

kilkunastu do 120 m

/s

Wy

kła

d 4

Zakład B

iofizyki IIM

Ty

py

ko

mó

rek

gle

jow

yc

h