Nervový systém - hlavní funkce •Přijímání, zpracování a ukládání informací, které přicházejí z vnitřního, ale i vnějšího prostředí •Tyto informace využije pro řízení (regulaci) a vzájemnou koordinaci činnosti jednotlivých orgánových systémů • •Takto jsou zabezpečeny: – funkční jednota živého organismu jako celku –schopnost přizpůsobovat se změnám vnějšího prostředí [USEMAP] 2 BuŶěčŶý podklad Ŷervového systéŵu http://edublog.amdsb.ca/ Kompartmentalizace • BuŶěčŶá speĐializaĐe vede u ŵŶohoďuŶěčŶýĐh orgaŶisŵů ke kompartmentalizaci Ŷa růzŶýĐh úrovŶíĐh – Tkáňová úroveň – OrgáŶová úroveň – Systéŵová úroveň • JedŶotlivé kompartmenty jsou od seďe odděleŶy ďariéraŵi • VlastŶosti/složeŶí oďsahu jedŶotlivýĐh koŵpartŵeŶtů se velŵi liší CeŶtrálŶí Ŷervový systéŵ • Velŵi speĐifiĐká oďlast • KostŶí oďal • Pleny • Likvor • Bariéry vůči likvorovéŵu a iŶtravaskulárŶíŵu kompartmentu – MeŶiŶgeálŶí – Heŵatolikvorová – HeŵatoeŶĐefaliĐká http://www.control.tfe.umu.se http://edutoolanatomy.wikispaces.com NitroleďŶí kompartment • Mozek • Likvor • Krev ;v ĐéváĐhͿ • IŶtrakraŶiálŶí tlak ;ICPͿ tlak v Ŷitroleďí • CereďrálŶí perfusŶí tlak ;CPPͿ tlakový gradieŶt díky kteréŵu teče krev do mozku http://edutoolanatomy.wikispaces.com CPP = MAP - ICP CereďrálŶí perfúzŶí tlak StředŶí arteriálŶí tlak IŶtrakraŶiálŶí tlak Mozkové pleŶy http://www.corpshumain.ca/en/Cerveau3_en.php MeŶiŶgeálŶí a heŵatolikvorová ďariéra https://sisu.ut.ee/histology/meninges https://sisu.ut.ee/histology/meninges HeŵatoeŶĐefaliĐká ďariéra • VysoĐe orgaŶizovaŶá ďariéra – EŶdotel ;Ŷízká propustŶost díky zonlua occludens) – Lamina basalis – Astrocyty https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/12/Blood_vessels_brain_e nglish.jpg HeŵatoeŶĐefaliĐká ďariéra FSM (basic artwork: wikimedia commons) CirkuŵveŶtrikulárŶí orgáŶy • Bohatě vaskularizovaŶé • ModifikovaŶá heŵatoeŶĐefaliĐká ďariéra • Senzory • Sekrece http://www.neuros.org/index.php?option=com_photos&view=photos&oid=hafizb ilal 2 BuŶěčŶý podklad Ŷervového systéŵu http://edublog.amdsb.ca/ Kompartmentalizace • BuŶěčŶá speĐializaĐe vede u ŵŶohoďuŶěčŶýĐh orgaŶisŵů ke kompartmentalizaci Ŷa růzŶýĐh úrovŶíĐh – Tkáňová úroveň – OrgáŶová úroveň – Systéŵová úroveň • JedŶotlivé kompartmenty jsou od seďe odděleŶy ďariéraŵi • VlastŶosti/složeŶí oďsahu jedŶotlivýĐh koŵpartŵeŶtů se velŵi liší CeŶtrálŶí Ŷervový systéŵ • Velŵi speĐifiĐká oďlast • KostŶí oďal • Pleny • Likvor • Bariéry vůči likvorovéŵu a iŶtravaskulárŶíŵu kompartmentu – MeŶiŶgeálŶí – Heŵatolikvorová – HeŵatoeŶĐefaliĐká http://www.control.tfe.umu.se http://edutoolanatomy.wikispaces.com NitroleďŶí kompartment • Mozek • Likvor • Krev ;v ĐéváĐhͿ • IŶtrakraŶiálŶí tlak ;ICPͿ tlak v Ŷitroleďí • CereďrálŶí perfusŶí tlak ;CPPͿ tlakový gradieŶt díky kteréŵu teče krev do mozku http://edutoolanatomy.wikispaces.com CPP = MAP - ICP CereďrálŶí perfúzŶí tlak StředŶí arteriálŶí tlak IŶtrakraŶiálŶí tlak Mozkové pleŶy http://www.corpshumain.ca/en/Cerveau3_en.php MeŶiŶgeálŶí a heŵatolikvorová ďariéra https://sisu.ut.ee/histology/meninges https://sisu.ut.ee/histology/meninges HeŵatoeŶĐefaliĐká ďariéra • VysoĐe orgaŶizovaŶá ďariéra – EŶdotel ;Ŷízká propustŶost díky zonlua occludens) – Lamina basalis – Astrocyty https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/12/Blood_vessels_brain_e nglish.jpg HeŵatoeŶĐefaliĐká ďariéra FSM (basic artwork: wikimedia commons) CirkuŵveŶtrikulárŶí orgáŶy • Bohatě vaskularizovaŶé • ModifikovaŶá heŵatoeŶĐefaliĐká ďariéra • Senzory • Sekrece http://www.neuros.org/index.php?option=com_photos&view=photos&oid=hafizb ilal Stavba nervové soustavy •Neurony –Příjem, integrace a šíření informace •Neuroglie (astrocyty, oligodendrocyty, mikroglie, ependymální buňky) –Podpůrná činnost •Počet neuronů cca. 100 miliard •Poměr neuron/glie –1/10 - 50 (Principles of Neural Science, 4th ed., 2012) –1/1 (Nolte s Human Brain, 7th ed., 2015) Díky hematoencefalické bariéře a podpůrné činnosti neuroglie je udržována homeostáza ve velmi úzkém rozmezí Vysoký stupeň organizace CNS a regulace umožňuje žít neuronům po celý život jedince! Regulační povaha nervového systému Regulace - ve fyziologii rozeznáváme základní 2 typy regulací – Nervová – Humorální (hormonální) http://biology.about.com/od/anatomy/p/Hypothalamus.htm Centrální nervový systém je součástí nervové regulace a významně ovlivňuje i regulaci hormonální https://userscontent2.emaze.com/images/be175f0a-afae-4d7c-944c-f6376cf09fba/60c3e8a3-a6b9-4a3d-943d -1841136a9ccf.png Stavba nervové soustavy Nervový systém Centrální nervový systém mozek páteřní mícha Periferní nervový systém somatický (motorický) autonomní (vegetativní) sympatikus parasympatikus + enterický AUTONOMNÍ (VEGETATIVNÍ) NERVOVÝ SYSTÉM Autonomní nervový systém je součástí periferního nervového systému, jehož úlohou je udržovat optimální vnitřní podmínky organismu (homeostázu). •Sympatický •Parasympatický •Enterický nervový systém Efektory tohoto systému jsou hladké svaly, srdeční sval, žlázy Eferentní část reflexního oblouky při vegetativních reflexech se rozděluje na část pregangliovou a postgangliovou Autonomní NS versus SOMATICKÝ NS http://www.studentconsult.com/common/showimage.cfm?mediaISBN=0721632564&FigFile=S23283-015-f004.jpg &size=fullsize Sympathetic nervous system Fight or flight response Energy/store consumption Preganglionic neuron – Spinal cord -Thoraco - lumbar system Ganglia Paravertebral -Truncus sympathicus - Majority Prevertebral -Plexus aorticus Mostly diffuse effect Parasympathetic nervous system Rest and digest response Energy conservation/en. store production Preganglionic neuron – Brain stem and spinal cord – cranio-sacral system Ganglia Close to target organs or intramurally Mostly local effect Funkce míchy a Reflexy •fylogeneticky nejstarší •funkce •„koridor“ pro přenos informací mezi mozkem a orgány •Nervové centrum pro zpracování míšních reflexů •Reflexy zprostředkované páteřní míchou jsou regulované/modifikované nadřazenými (fylogeneticky mladšími) nervovými centry, aby lépe sloužily funkci organismu jako celku (páteřní mícha je podřízena mozku) Páteřní mícha Tělo obratle Funkce páteřní míchy http://www.teachpe.com/anatomy/the_spine.php http://anatomy4fitness.blogspot.cz/2013/04/stay-centered-your-guide-to-healthy.html C7 C6 C5 C4 C3 C2 C1 C8 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 T11 T12 L1 L2 L3 L4 L5 S1 S2 S3 S4 S5 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 T11 T12 L1 S3 L2 L3 L4 L5 S2 S1 Z každého segmentu páteře vycházejí míšní nervy, které inervují příslušnou oblast těla C – krční (cervikální) segmenty Th – hrudní (thorakální) segmenty L – bederní (lumbální) segmenty S – kostrční (sakrální) segmenty Páteřní mícha zasahuje jen do L1, níže pokračují pouze míšní nervy Přerušení míchy – ztráta přenosu informace z mozku do příslušné části těla •Paraplegie - přerušení hrudní části míchy •Kvadruplegie – přerušení krční části míchy Segmenty páteří míchy http://boneandspine.com/spinal-cord-injury-levels/ Zadní rohy těla interneuronů Přední rohy Buněčná těla eferentních drah (hlavně motoneuronů) Šedá hmota Bílá hmota Dostředivá (aferentní) dráha orgán/receptor®CNS Odstředivá (eferentní) dráha CNS ® orgán/efektor Spinální ganglion buněčná těla aferentních vláken Stavba segmentu páteřní míchy •Základní funkční jednotka činnosti CNS •Mimovolní, rychlá, stereotypní odpověď organismu na periferní podnět •Reflexní oblouk – soubor struktur zapojených do realizace reflexu •Receptor •Aferentní (dostředivá) nervová dráha •Reflexní centrum •Eferentní (odstředivá) nervová dráha •Efektor (výkonný orgán) •Reflexní centrum – integrační centrum – interneurony a eferentní neuron přijímá informace nejen z receptoru, ale i z nadřazených center CNS •Čím více interneuronů, tím má CNS větší možnosti modifikovat reflexní odpověď •Reflexní oblouk je přesně anatomicky určený ® diagnostika neurologických poranění Účel reflexů •Ochrana - snížení intenzity podnětu, který představuje hrozící poškození tkáně (Např. reflexní odtažení ruky od rozpálených kamen vede ke snížení intenzity tepelného podnětu) •Korekce na změnu (nechtěné protažení svalu vede k jeho zkrácení na žádanou délku) Zpětná vazba reflexního oblouku Reflex •Podle receptorů •Proprioreceptorový – receptor je součástí efektorového orgánu (proprioreceptor – šlachové tělísko, svalové vřeténko, receptory v kloubech) •Exteroreceptorový – efektorový orgán je jinde než receptor, může být více efektorových orgánů (exterorecepce tlaku, bolesti, tepla,…) •Interoreceptorový (viscerální) • •Podle efektorů •Somatické •Autonomní (vegetativní) • •Podle získání reflexu •Vrozené – nepodmíněné •Získané – podmíněné • •Podle toho, kde je centrum reflexu •Centrální – centrum v CNS (mozek, mícha) •Extracentrální – centrum mino CNS (gangliový, axonový reflex) • •Podle počtu neuronů (počtu synapsí mezi aferentním a eferentním neuronem) •Monosynaptické •Polysynaptické – do reflexního oblouku je zařazen jeden a více interneuronů Klasifikace reflexů Proprioreceptory - Svalové vřeténko a Golgiho tělísko vlákno γ-motoneuronu - inervuje kontraktilní část vřeténka vlákno Ia Svalové vřeténko regulace délky svalu Šlachové (Golgiho) tělísko regulace svalového napětí intrafuzální vlákna vlákno Ib, II Extrafuzální vlákna (svalová vlákna) vlákno α-motoneuronu Napínací reflex Vyšetřovací kladívko Natahovač (extenzor) Ohýbač (flexor) Svalové vřeténko synapse vlákno α-motoneuronu vlákno Ia tělo neuronu Ia Regulace nechtěných změn délky svalu Vyvolání reflexu: Poklepem kladívka na šlachu dojde k pasivnímu (nechtěnému) natažení svalu. Podráždí se zakončení nervového vlákna Ia. Reakcí je reflexní zkrácení vlastního svalu. Hlavní funkce: korekce svalového tonu, udržení vzpřímeného postoje, odolávání gravitaci (např. udržení polohy brady) (monosynaptický, proprioreceptivní) Vyšetřovací kladívko vlákno Ia tělo neuronu Ia Natahovač (extenzor) Ohýbač (flexor) Svalové vřeténko Aktivace inhibičního interneuronu vede k snížení aktivity α-motoneuronu inervujícího antagonistický sval ® Relaxace antagonistického svalu vlákna α-motoneuronu Inhibiční interneuron Napínací reflex Regulace nechtěných změn délky svalu Vyvolání reflexu: Poklepem kladívka na šlachu dojde k pasivnímu (nechtěnému) natažení svalu. Podráždí se zakončení nervového vlákna Ia. Reakcí je reflexní zkrácení vlastního svalu. vlákno α-motoneuronu Natahovač (extenzor) Ohýbač (flexor) Svalové vřeténko vlákno γ-motoneuronu γ-motoneurony mění délku svalových vřetének – korekce citlivosti vřeténka na protažení (zkrácení kontraktilního konce vřeténka zvyšuje jeho citlivost) Úmyslná kontrakce Informace o kontrakci svalu z vyšších nervových center se dostává shodně k α-motoneuronům i γ-motoneuronům (α-γ-koaktivace) ® kontrakce svalu i vřeténka, ® citlivost svalového vřeténka zůstává konstantní Extrapyramidové dráhy Axony ze supraspinálních center Pyramidové dráhy Napínací reflex – gama smyčka Inverzně napínací reflex - Golgiho (šlachové) tělísko Funkce: regulace svalového napětí (ochrana před odtržením šlachy) Výrazně zvýšené svalové napětí vede k inhibici α-motoneuronu příslušných svalových vláken (zde extenzoru) a excitaci α-motoneuronu antagonistického svalu (zde flexoru) (bisynaptický, somatický) Natahovač (extenzor) Ohýbač (flexor) Šlachové tělísko vlákno Ib, II - Inhibiční interneuron Excitační interneuron + vlákna α-motoneuronu Funkce: ochrana před vnějším poškozením flexor ascendentní dráha interneuronu excitační interneurony vlákno α-motoneuronu descendentní dráha interneuronu Flexorový (únikový) reflex (exteroreceptorový, polysynaptický) Ad a C-vlákna od nociceptoru extero-receptor (nociceptor) Informace z exteroreceptoru je v míše přepojena přes několik interneuronů k α-motoneuronu příslušného flexoru ®omezení dalšího poškození tkáně Informace je ascendentními a descendentními drahami vedena k sousedním segmentům míchy Díky většímu počtu interneuronů lze reflex více modulovat vyššími nervovými centry Pravá noha Levá noha Pravá strana Levá strana flexory extenzory Zkřížený extenzorový reflex Silný podnět vede nejen k flexorovému reflexu, ale způsobí také extenzi druhé končetiny, která tak může být oporou proti pádu Zkřížený, protože dochází k flexi postižené končetiny a extenzi druhé končetiny Ad a C-vlákna Exteroreceptor (nociceptor) Pravá strana Levá strana Inhibice extenzoru Inhibice extenzoru Inhibice flexoru Aktivace extenzoru Inhibice flexoru Exteroreceptor (nociceptor) ascendentní dráhy interneuronu descendentní dráhy interneuronu Ad a C-vlákna excitační interneurony inhibiční interneurony Zkřížený extenzorový reflex: komplexnější, zahrnuje více sousedních míšních segmentů Více interneuronů umožňuje větší regulaci síly odpovědi Aktivace flexoru Aktivace extenzoru Aktivace flexoru Shrnutí zmíněných míšních reflexů •Napínací reflex – korekce nechtěných změn délky svalu (slabší rychlé natažení svalu) •Proprioreflex – proprioreceptor (svalové vřeténko) je součástí efektoru (kontrakce vlastního svalu) •Monosynaptický •Unilaterální (jednostranný), dostředivá dráha Ia •Inverzní napínací reflex – ochrana před natržením šlachy (silné natažení svalu) •Proprioreflex – proprioreceptor (šlachové Golgiho tělísko) je součástí efektoru (relaxace vlastního svalu) •Bisynaptický, unilaterální •Dostředivá dráha Ib a II •Flexorový reflex – ochranný reflex proti poškození povrchových tkání (únikový reflex) •Exteroreflex – exteroreceptor (nociceptor) •Polysynaptický, unilaterální •Flexe poškozené končetiny •Aktivace sousedních míšních segmentů •Zkřížený extenzorový reflex – únikový reflex vznikající při silnějším podnětu •Exteroreflex – exteroreceptor (nociceptor) •Polysynaptický, bilaterální •Flexe poškozené končetiny, extenze druhé končetiny •Aktivace sousedních míšních segmentů Příklady reflexů •Proprioceptivní reflexy (míšní reflexy) •Patelární, Achilovy šlachy, bicipitární, tricipitární,…. •Exteroceptivní reflexy •korneální (podráždění rohovky vyvolá mrknutí) •Epi-, mezo- a hypogastrický (stah břišního svalstva po podráždění hrotem vyšetřovacího kladívka) •Plantární – podráždění plosky nohy vyvolá plantární flexi a abdukci prstů (pozůstatek po chápavé noze) Babinského fenomén – vyvolávání plantárního reflexu vede k opačné odpovědi – dorzální flexe a roztažení prstů nohy – při poškození pyramidových drah http://www.123rf.com/photo_9045586_the-neurologist-testing-knee-reflex-on-a-female-patient-using-a- hammer.html http://www.wikiskripta.eu/index.php/Babinsk%C3%A9ho_reflex Příklady reflexů Některé smyslové reflexy •Zornicové reakce •Reakce na světlo – zúžení (mióza) osvícené zornice i zornice neosvícené (symetricky) •Konvergence - přiblížení prstu k oku vede k zúžení zornice •Reakce na bolest – silná bolest vede k rozšíření zornice (mydriáza) • •Vestibulookulární reflex – při pohybu s hlavou dochází k rotaci očních bulbů v opačném směru http://geekymedics.com/eye-examination-osce-guide/