3 Buněčný podklad nervového systému 1 Stavba nervové soustavy • Neurony – Příjem, integrace a šíření informace – Unikátní, nenahraditelné • Neuroglie – Podpůrná činnost – Snadno nahraditelné • Počet neuronů cca. 100 miliard (1011) • Poměr neruon/glie – 1/10 - 50 (Principles of Neural Science, 4th ed., 2012) – 1/1 (Nolte´s Human Brain, 7th ed., 2015) 2 Stavba nervové soustavy • Neurony – Příjem, integrace a šíření informace – Unikátní, nenahraditelné • Neuroglie – Podpůrná činnost – Snadno nahraditelné • Počet neuronů cca. 100 miliard (1011) • Poměr neruon/glie – 1/10 - 50 (Principles of Neural Science, 4th ed., 2000) – 1/2 – 10 (Principles of Neural Science, 5th ed., 2012) – 1/1 (Nolte´s Human Brain, 7th ed., 2015) 3 Neuron http://www.slideshare.net/drpsdeb/presentations 4 Neuron http://www.slideshare.net/drpsdeb/presentations ✓ Recepce signálu ✓ Integrace signálu ✓ Generování AP ✓ Vedení AP ✓ Přenos signálu „Uvnitř“ neuronu Membrána neuronu ✓ … ✓ Syntéza ✓ Transport ✓ … 5 https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ed/Neuron_Cell_Body.png Udržovací aktivity 6 https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ed/Neuron_Cell_Body.png Udržovací aktivity 7 http://www.oapublishinglondon.com/images/article/pdf/1397255957.pdf Udržovací aktivity 8 Membránový potenciál • Vzniká díky rozdílům v koncentracích iontů na opačných stranách semipermeabilní membrány http://www.slideshare.net/drpsdeb/presentations 9 Klidový membránový potenciál neuronu • Vysoce nestabilní stav membrány • Proč? – Rychlost! • Mozková spotřeba ✓Kyslík - 20% celkové tělesné spotřeby ✓Glukóza – 25% celkové tělesné spotřeby http://assassinscreed.ubi.com 10 Akční potenciál • Rychlá změna napětí na membráně • Šíří se membránou • Princip vše nebo nic http://www.slideshare.net/drpsdeb/presentations 11 Šíření akčního potenciálu • Lokální proudy • Anterográdní směr http://www.slideshare.net/drpsdeb/presentations 12 Saltatorní vedení http://www.slideshare.net/drpsdeb/presentations • Myelinová pochva • Ranvierovy zářezy • Energetická úspora • Rychlost • Rychlost vedení dále ovlivněna průřezem vlákna – elektrický odpor nepřímo úměrný průřezu 13 Klasifikace nervových vláken • Axony • U člověka většina myelinizovaná (V CNS všechna) • Nemyelinizovaná pouze evolučně nejstarší vlákna http://neuroscience.uth.tmc.edu/s2/chapter04.html 14 Klasifikace neuronů http://www.slideshare.net/CsillaEgri/presentations 15 Klasifikace neuronů http://www.slideshare.net/CsillaEgri/presentations 16 Klasifikace neuronů http://www.slideshare.net/CsillaEgri/presentations 17 Neuroglie Centrální nervový systém • Astrocyty – Hematoencefalická b. – Udržování homeostázy – Metabolismus neurotransmiterů – Důležité také při vývoji mozku 18 Neuroglie Centrální nervový systém • Astrocyty – Hematoencefalická b. – Udržování homeostázy – Metabolismus neurotransmiterů – Důležité také při vývoji mozku • Oligodendrocyty – Myelinový obal 19 Neuroglie Centrální nervový systém • Astrocyty – Hematoencefalická b. – Udržování homeostázy – Metabolismus neurotransmiterů – Důležité také při vývoji mozku • Oligodendrocyty – Myelinový obal • Mikroglie – Imunita 20 Neuroglie Centrální nervový systém • Astrocyty – Hematoencefalická b. – Udržování homeostázy – Metabolismus neurotransmiterů – Důležité také při vývoji mozku • Oligodendrocyty – Myelinový obal • Mikroglie – Imunita • Ependymální buňky – Choroidní plexus – (hemato-likvorová bariéra) – Výstelka komorového systému (likvoro-encefalická bariéra) 21 Neuroglie Centrální nervový systém • Astrocyty – Hematoencefalická b. – Udržování homeostázy – Metabolismus neurotransmiterů – Důležité také při vývoji mozku • Oligodendrocyty – Myelinový obal • Mikroglie – Imunita • Ependymální buňky – Choroidní plexus – (hemato-likvorová bariéra) – Výstelka komorového systému (likvoro-encefalická bariéra) Periferní nervový systém • Satelitní buňky – Podpůrná funkce v periferních gangliích 22 Neuroglie Centrální nervový systém • Astrocyty – Hematoencefalická b. – Udržování homeostázy – Metabolismus neurotransmiterů – Důležité také při vývoji mozku • Oligodendrocyty – Myelinový obal • Mikroglie – Imunita • Ependymální buňky – Choroidní plexus – (hemato-likvorová bariéra) – Výstelka komorového systému (likvoro-encefalická bariéra) Periferní nervový systém • Satelitní buňky – Podpůrná funkce v periferních gangliích • Schwanovy buňky – Myelinový obal 23 Kompartmentalizace • Buněčná specializace vede u mnohobuněčných organismů ke kompartmentalizaci na různých úrovních – Tkáňová úroveň – Orgánová úroveň – Systémová úroveň • Jednotlivé kompartmenty jsou od sebe odděleny bariérami • Vlastnosti/složení obsahu jednotlivých kompartmentů se velmi liší 24 Kompartmentalizace Díky kompartmentalizaci a podpůrné činnosti neruoglie je udržována homeostáza CNS ve velmi úzkém rozmezí 25 Kompartmentalizace Díky kompartmentalizaci a podpůrné činnosti neruoglie je udržována homeostáza CNS ve velmi úzkém rozmezí To umožňuje žít neuronům po celý život jedince! 26 Nitrolební kompartment http://edutoolanatomy.wikispaces.com v v • Velmi specifická oblast • Mozek • Likvor • Krev (v cévách) • Bariéry mezi mozkem, likvorovým a intravaskulárním kompartmentem – Meningeální – Hematolikvorová – Hematoencefalická http://www.corpshumain.ca/en/Cerveau3_en.php 27 Meningeální a hematolikvorová bariéra https://sisu.ut.ee/histology/meninges https://sisu.ut.ee/histology/meninges 28 Mozkomíšní mok http://www.control.tfe.umu.se PCh AG • Čirá tekutina vzniklá aktivní sekrecí • Likvorový prostor ➢ Vystlán ependymem ➢ 150-250 ml 29 Mozkomíšní mok http://www.control.tfe.umu.se PCh AG • Čirá tekutina vzniklá aktivní sekrecí • Likvorový prostor ➢ Vystlán ependymem ➢ 150-250 ml • Tvorba mozkomíšního moku ✓ Plexus choroideus (PCh) -70% ✓ Buněčný metabolismus ✓ Kapilární ultrafiltrát ➢ 450-750 ml/den • Resorbce mozkomíšního moku ✓ Archnoidální granulace (AG) 30 Mozkomíšní mok http://www.control.tfe.umu.se PCh AG• Složení ✓ Vysoký obsah Mg+ a Na+ ✓ Nízký obsah K+ a Ca2+ ✓ Minimum buněk (max 5/ml) 31 Mozkomíšní mok http://www.control.tfe.umu.se PCh AG• Složení ✓ Vysoký obsah Mg+ a Na+ ✓ Nízký obsah K+ a Ca2+ ✓ Minimum buněk (max 5/ml) • Funkce ✓ Ochrana ✓ Funkce transportní,metabolická, imunologická 32 Nový pohled na produkci a vstřebávání mozkomíšního moku • CSF – cerebrospinal fluid • ISF – interstitial fluid • VRS – Virchow Robin space (prostor mezi pia mater a cévou – arterií, vénou, ale netýká se kapilár) Ducros A, Biousse V. Headache arising from idiopathic changes in CSF pressure. The Lancet Neurology. 2015;14:655–668. 33 Hematoencefalická bariéra • Vysoce organizovaná bariéra – Endotel (nízká propustnost díky zonlua occludens) – Lamina basalis – Astrocyty https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/12/Blood_vessels_brain_english.jpg 34 Hematoencefalická bariéra FSM (basic artwork: wikimedia commons) 35 Cirkumventrikulární orgány • Bohatě vaskularizované • Modifikovaná hematoencefalická bariéra • Senzory • Sekrece http://www.neuros.org/index.php?option=com_photos&view=photos&oid=hafizbilal 36 Nitrolební kompartment • Mozek • Likvor • Krev (v cévách) • Intrakraniální tlak (ICP) tlak v nitrolebí • Cerebrální perfusní tlak (CPP) tlakový gradient díky kterému teče krev do mozku http://edutoolanatomy.wikispaces.com CPP = MAP - ICPCPP = MAP - ICP Cerebrální perfúzní tlak Střední arteriální tlak Intrakraniální tlak 37