FUNKN SYSTMY CNS DC SYSTMY CNS NEUROENDOKRINOLOGIE NEUROIMUNOLOGIE

  • Slides: 55
Download presentation
FUNKČNÍ SYSTÉMY CNS ŘÍDÍCÍ SYSTÉMY CNS NEUROENDOKRINOLOGIE NEUROIMUNOLOGIE

FUNKČNÍ SYSTÉMY CNS ŘÍDÍCÍ SYSTÉMY CNS NEUROENDOKRINOLOGIE NEUROIMUNOLOGIE

STRUKTURA PŘEDNÁŠKY Hypothalamus Centrální řízení autonomních funkcí Neuroendokrinní systém Cirkadiánní rytmicita Spánek, sny a

STRUKTURA PŘEDNÁŠKY Hypothalamus Centrální řízení autonomních funkcí Neuroendokrinní systém Cirkadiánní rytmicita Spánek, sny a snění Stres, neuroimunologie Literatura

HYPOTHALAMUS • Integrativní centrum

HYPOTHALAMUS • Integrativní centrum

HYPOTHALAMUS Integrativní centrum Zásadní pro zachování organismu i jeho druhu Složitost řídících center -

HYPOTHALAMUS Integrativní centrum Zásadní pro zachování organismu i jeho druhu Složitost řídících center - struktura, neurochemie a spoje Funkční organizace hypotalamu Komunikace nervových struktur s hypothalamem většina subsystémů vč. periferie feedback z periferního systémů, které reguluje efektivní integrace fyziologických procesů a chování Konverze synaptické informace na hormonální signály Místo zpětnovazebné regulace fyziologických procesů, hypothalamem řízených

Morfologické dělení jader HYPOTHALAMUS Relativně malá oblast mezi thalamy a pod thalamy Tvoří přední

Morfologické dělení jader HYPOTHALAMUS Relativně malá oblast mezi thalamy a pod thalamy Tvoří přední stěnu a dno 3. mozkové komory Je tvořen velkým množstvím jader Je propojen s většinou systémů CNS Dorzální skupina Ncl. ansae lenticularis Přední skupina Ncl. preaoptici med. et lat. Ncl. supraopticus Ncl. suprachiasmaticus Ncl. paraventricularis Ncl. hypothalamicus ant. Střední oblast Ncl. arcuatus Ncl. tuberales Area hypothalamica lat. Ncl. hypothalamicus ventrolat. et dorsomed. Ncl. hypothalamicus dors. Ncl. periventricularis post. Ncl. infundibularis Zadní oblast Ncl. corporis mammilaris med. et lat. Ncl. hypothalamicus post.

INTEGRATIVNÍ PROCESSING Hypothalamus – místo „setkání“ různých funkčních substémů a integrace jejich „zpráv“ projekce

INTEGRATIVNÍ PROCESSING Hypothalamus – místo „setkání“ různých funkčních substémů a integrace jejich „zpráv“ projekce ze všech větších subsystémů, přímé i nepřímé spoje Integrace vstupů - vliv na regulační výstupy hypothalamických jader Efektorové systémy hypotalamu jsou hormonální a synaptické

INTEGRATIVNÍ PROCESSING Stav organismu Čichové projekce Viscerální senzace Aferentace z mozk. kmene Projekce z

INTEGRATIVNÍ PROCESSING Stav organismu Čichové projekce Viscerální senzace Aferentace z mozk. kmene Projekce z limbického syst. Informace z CVO HYPOTHALAMUS Vizuální projekce Neuroendokrinní regulace Reprodukce Autonomní fce Imunitní fce a termoregulace Příjem tekutin homeostáza Příjem potravy

ČICHOVÁ PROJEKCE Čichový systém – ovlivňuje neurony v mnoha částech hypotalamu Čichová informace Nezbytná

ČICHOVÁ PROJEKCE Čichový systém – ovlivňuje neurony v mnoha částech hypotalamu Čichová informace Nezbytná pro příslušné funkce - integrální součást chování zúčastněného v reprodukci, obraně a krmení U obratlovců se významnost čichu odráží samostatný čichový lalok vztah čichu k hypothalamu

VIZUÁLNÍ PROJEKCE Funkce biologických hodin suprachiasmatickém jádře (SCN) časomírová kapacita úspěšná adaptaci na prostředí

VIZUÁLNÍ PROJEKCE Funkce biologických hodin suprachiasmatickém jádře (SCN) časomírová kapacita úspěšná adaptaci na prostředí a reprodukce Synchronizace podle zevních okolností Sítnice – jeden typ gangliových bb. , obsahují melamopsin Spoje do šišinky „jet lag“ pásmová nemoc SCN je závislé na funkci hypothalamu – integraci senzorických informací pro časovou organizaci různých funkcí regulovaných hypothalamem ad cirkadiánní rytmy, rytmy uvolňování hormonů z hypothalamu

VISCERÁLNÍ SENZACE Senzorická informace viscerální senzitivita koordinuje autonomní reflexy Spoje do předního mozku –

VISCERÁLNÍ SENZACE Senzorická informace viscerální senzitivita koordinuje autonomní reflexy Spoje do předního mozku – integrace informace Paraventrikulární jádro a laterální hypothalamus Součást vyššího systému Vliv na autonomní a endokrinní výstupy hypothalamu a jeho regulace homeostázy Vliv na náladu výzkumy vztahu stresové aktivace a senzorické integrace vztah k aktivaci endokrinní a autonomní osy, vázané na stres)

PROJEKCE Z LIMBICKÉHO SYSTÉMU Projekce do hypothalamu Přímé i nepřímé Podílí se na funkcích

PROJEKCE Z LIMBICKÉHO SYSTÉMU Projekce do hypothalamu Přímé i nepřímé Podílí se na funkcích Neuroendokrinních, autonomních Potravovém, reproduktivní a obranné chování projekce z amygdaly - vliv na hypotalamus exprese strachu freezing organizace endokrinní a autonomní komponenty strachové odpovědi

CIRKUMVENTRIKULÁRNÍ ORGÁNY Chemosenzitivní centra 7 různých center - kolem systému komor Anatomické a histologické

CIRKUMVENTRIKULÁRNÍ ORGÁNY Chemosenzitivní centra 7 různých center - kolem systému komor Anatomické a histologické zvláštnosti této oblasti CVO řízení periferních fcí zpětnovazebná regulace Subfornikální orgán (SFO) neuroendokrinní a homeostatická fce Vaskulární orgán laminy terminalis (OVLT) v hypothalamu Medianní eminence (ME) ve střední části hypothalamu Hypofýza (PG) Výchlipka předního hypothalmu Šišinka (P) Součást epithalamu Subkomisurální orgány (SCO) Area postrema (AP) zajišťují neuroendokrinní a homeostatické fce

EFEKTOROVÉ SYSTÉMY Efektorové systémy hypotalamu hormonální Synaptické Reflektují velký vliv hypothalamu na chování a

EFEKTOROVÉ SYSTÉMY Efektorové systémy hypotalamu hormonální Synaptické Reflektují velký vliv hypothalamu na chování a fyziologii Hypothalamus Synaptické spojení s většinou oblastí CNS Řízení behaviorálního stavu Řízení činnosti hypofýzy - ovlivnění periferní fyziologie Integrace různých podnětů a informací » regulace periferie Efektorové systémy hypothalamu Řízení behaviorálního stavu Neuroendokrinní regulace činností a činnosti hypofýzy Reprodukční funkce Centrální integrace autonomních funkcí Imunitní funkce a termoregulace Homeostáza tekutin a žízeň Příjem potravy

ŘÍZENÍ BEHAVIORÁLNÍHO STAVU Regulace cyklu spánek - bdění - distribuovaná fce Retikulární aktivační systému

ŘÍZENÍ BEHAVIORÁLNÍHO STAVU Regulace cyklu spánek - bdění - distribuovaná fce Retikulární aktivační systému mozkového kmene – bdělost a vědomí (consciousness) centra spánku a bdění v zadním a předním hypothalamu opoziční působení obou center v regulaci spánku a arousal zadní a laterální hypothalamus – obsahuje hypokretin (orexin) studie narkolepsie další zúčastněná centra – mozkový kmen, thalamus, BG

NEUROENDOKRINNÍ REGULACE Mediánní eminence Hypothalamické neurony – neurosekreční charakteristiky Hypothalamické řízení periferních endokrinní žláz

NEUROENDOKRINNÍ REGULACE Mediánní eminence Hypothalamické neurony – neurosekreční charakteristiky Hypothalamické řízení periferních endokrinní žláz Hypothalamická jádra (periventrikulární jádro a ncl. arcuatus) Obsahují malobuněčné neurosekreční neurony Produkují různé peptidy Stimulují nebo inhibují činnost předního laloku hypofýzy Integrace synaptických vstupů – zpracování informace – konverze informace do hormonálních signálů – ovlivnění periférie Hypothalamo-hypofyzární osa (centrální řízení činnosti endokrinních žláz – neuroendokrinologie)

REPRODUKČNÍ FUNKCE Experimenty u hlodavců Některé hypothalamické buněčné skupiny - sexuálně dimorfické Možnost podobného

REPRODUKČNÍ FUNKCE Experimenty u hlodavců Některé hypothalamické buněčné skupiny - sexuálně dimorfické Možnost podobného dimorfismu v lidském hypothalamu Kontroverzní výzkumy homosexuality Maturace a uvolnění pohlavních buněk gonadotropin (Gn) přední hypofýzy – hypothalamus (Gn. RH) specificky podle pohlaví - gender specifický vzorec uvolňování Gn Směr dalšího bádání centrální generátor vzorců zodpovědný za sexuální dimorfismus

AUTONOMNÍ FUNKCE Centrální integrace všech vstupů do hypothalamu Několik nervových hypothalamických skupin – přímo

AUTONOMNÍ FUNKCE Centrální integrace všech vstupů do hypothalamu Několik nervových hypothalamických skupin – přímo ovlivňují autonomní nervový systém Výstup z hypothalamu Do mozkového kmene a spinální míchy - pregangliová vlákna Ovlivňuje oba oddíly autonomního nervového systému Vícerozměrné řízení autonomních funkcí homeostáza, adaptibilita

IMUNITNÍ FUNKCE A TERMOREGULACE Ovlivnění imunitního systému hypothalamem cestou neuroendokrinních výstupů cestou autonomního nervového

IMUNITNÍ FUNKCE A TERMOREGULACE Ovlivnění imunitního systému hypothalamem cestou neuroendokrinních výstupů cestou autonomního nervového systému Prvotní výzkumy , stále mnoho nejasného Horečka a termoregulace mediální preoptická oblast – senzitivní k tělesné teplotě inhibice termogenenze Překryv buněk, které regulují rovnováhu energie, stres a horečku

HOMEOSTÁZA TEKUTIN A ŽÍZEŇ Sledování odpovědi neuronů na dehydrataci aj. změny vnitřního prostředí Hypothalamus

HOMEOSTÁZA TEKUTIN A ŽÍZEŇ Sledování odpovědi neuronů na dehydrataci aj. změny vnitřního prostředí Hypothalamus – jádra citlivá na dehydrataci a změny v krevním objemu CVO – spoje k oblastem integrující informace z viscerálních orgánů Integrují periferní stimuly Adaptivní kompenzační žízeň Oblast není ještě plně prozkoumána z hlediska její funkce

PŘÍJEM POTRAVY Příjem potravy – komplexní vzorec chování Jeho řízení zahrnuje několik regionů v

PŘÍJEM POTRAVY Příjem potravy – komplexní vzorec chování Jeho řízení zahrnuje několik regionů v mozku, vč. hypothalamu Dřívější koncept – jednoduchý antagonistický efekt dvou center – hladu a sytosti Dnes - moderní názor na komplexní neurální regulaci příjmu jídla Konzumace potravy » uvolnění hormonů z GIT a stimulace senzorických drah, inervujících GIT Hypothalamická jádra - základ regulace zpětnou vazbou z hormonálních signálů z GIT

Σ: HYPOTHALAMUS Ø centrální regulace nezbytná pro přežití a pokračování druhu Ø vykonávána výstupy

Σ: HYPOTHALAMUS Ø centrální regulace nezbytná pro přežití a pokračování druhu Ø vykonávána výstupy hypothalamu - synaptické a hormonální mechanismy Ø zpětné vazby regulace ze systémů, které sám reguluje Ø obrovská integrační kapacita Ø integrální systém souborů neuronů - ne izolovaná jednotka Ø součást „sloupce řízení chování“ Ø topograficky organizovaný integrativní centrální subjekt kontroly cerebrálních hemisfér Ø fční organizace - distribuovaná lokalizace hypothalamických funkcí Ø Horní část - ingestivní fce (potrava, pití) a sociální (obranné a reproduktivní) Ø Dolní část - explorativní a potravové chování Ø modulace těchto fcí z mozkové kůry- 3 sestupné projekce kortexu

ŘÍZENÍ AUTONOMNÍCH FUNKCÍ Autonomní ústředí Autonomní nervový systém Autonomní fce

ŘÍZENÍ AUTONOMNÍCH FUNKCÍ Autonomní ústředí Autonomní nervový systém Autonomní fce

AUTONOMNÍ NERVOVÝ SYSTÉM Autonomní nervový systém – řízen mimovolně (X somatický nervový systém) Autonomní

AUTONOMNÍ NERVOVÝ SYSTÉM Autonomní nervový systém – řízen mimovolně (X somatický nervový systém) Autonomní ústředí - řízení autonomních fcí Autonomní centra v CNS Autonomní reflexy Integrace reakcí organismu na vnější skutečnosti, se vztahem k řízení autonomních fcí Periferní oddíly Jsou vystavěny jako reflexní oblouk (x somatické reflexy) přepojování v autonomních gangliích pomalé vedení – nemyelinizovaná vlákna)

AUTONOMNÍ ÚSTŘEDÍ Autonomní centra 1. Páteřní mícha 2. Mozkový kmen 3. Hypotalamus 4. Kortex

AUTONOMNÍ ÚSTŘEDÍ Autonomní centra 1. Páteřní mícha 2. Mozkový kmen 3. Hypotalamus 4. Kortex

PERIFERNÍ ODDÍLY Periferní oddíly Receptory Dostředivá dráha Odstředivá dráha Efektorové buňky – sval, žláza,

PERIFERNÍ ODDÍLY Periferní oddíly Receptory Dostředivá dráha Odstředivá dráha Efektorové buňky – sval, žláza, céva….

NERVY VEGETATIVNÍ (autonomní) řídí činnost vnitřních orgánů, žláz a hladké svaloviny automaticky bez našeho

NERVY VEGETATIVNÍ (autonomní) řídí činnost vnitřních orgánů, žláz a hladké svaloviny automaticky bez našeho vědomí v integraci s ostatními částmi nervového a humorálního systému nadřazená centra (mozková kůra insuly a hypotalamus) 2 funkčně i morfologicky odlišné systémy vzájemně se doplňují, protichůdné působení na orgány přesné a jemné řízení Sympatikus – systém thorakolumbální Parasympatikus – systém kraniosakrální

MEDIÁTORY VEGETATIVNÍHO NS Klasické, primární NT – 2 základní NT Ac. Ch NA Neuromodulátory

MEDIÁTORY VEGETATIVNÍHO NS Klasické, primární NT – 2 základní NT Ac. Ch NA Neuromodulátory - nonkatecholaminové a nonacetylcholinové mediátory Gn. RH, DA, ATP, VIP, enkefaliny, endorfiny, GABA, serotonin, …….

SYMPATICUS a PARASYMPATICUS SYMPATIKUS z hrudní a bederní míchy, vegetativní uzliny zakončení sympatických vláken

SYMPATICUS a PARASYMPATICUS SYMPATIKUS z hrudní a bederní míchy, vegetativní uzliny zakončení sympatických vláken – NA, A PARASYMPATIKUS zakončení parasympatiku – Ac. Ch z mozku a křížové míchy, parasympatická ganglia

SYMPATICUS a PARASYMPATICUS Sympaticus aktivizuje organismus V situaci ohrožení či zvýšených nároků na organismus

SYMPATICUS a PARASYMPATICUS Sympaticus aktivizuje organismus V situaci ohrožení či zvýšených nároků na organismus aktivuje se v rámci stresové reakce Fight or flight Parasympaticus pracuje zejména v době pohody, kdy nehrozí nebezpečí typicky po jídle nebo ve spánku – rest or digest Do jisté míry antagonistické účinky vzhledem k sympatiku Účinky sympatiku Zvyšuje prokrvení svalů a snižuje prokrvení GIT a kůže Zvyšuje srdeční frekvenci a sílu srdečního stahu i dráždivost myokardu a rychlost vedení vzruchů v srdci Rozšiřuje průdušky (bronchodilatace) Silně tlumí činnost GIT, vč. žláz Rozšiřuje zornici – mydriáza V pohlavním ústrojí řídí ejakulaci Aktivuje dřeň nadledvin aj. Účinky parasympatiku Zužuje zornici – mioza, stimuluje slznou žlázu Snižuje TF i rychlost vedení, dráždivost i sílu srdečního svalu Zužuje průdušky – působí bronchokonstrikci Mohutně stimuluje GIT – pohyby trávicí trubice i sekreci jejich žláz V zevních pohlavních orgánech rozšiřuje cévy – vazodilatací podmiňuje erekci aj.

NEUROENDOKRINOLOGIE

NEUROENDOKRINOLOGIE

SOUSTAVA ENDOKRINNÍCH ŽLÁZ neurohumorální regulace Řízení nervovou soustavou Řízení humorální soustavou žlázy s vnitřní

SOUSTAVA ENDOKRINNÍCH ŽLÁZ neurohumorální regulace Řízení nervovou soustavou Řízení humorální soustavou žlázy s vnitřní sekrecí: podvěsek mozkový Funkce endokrinních žláz Hormony Řízení mechanismy zpětné vazby šišinka štítná žláza příštitná tělíska brzlík nadledvinky HORMONY 1) glandotropní 2) efektorové langerhansovy ostrůvky pohlavní žlázy

HYPOTHALAMO-HYPOFYZÁRNÍ OSA Hypothalamus + hypofýza = hypothalamo hypofyzární osa Hypofýza – ontogenetický vývoj: přední

HYPOTHALAMO-HYPOFYZÁRNÍ OSA Hypothalamus + hypofýza = hypothalamo hypofyzární osa Hypofýza – ontogenetický vývoj: přední a zadní lalok hypofýzy Neurony hypothalamu - vysílají axony do zadního laloku hypofýzy vazopresin a oxytocin Hypothalamická jádra neurosekreční neurony - produkce peptidů Paraventrikulární jádro a obloukové jádro Stimulují nebo inhibují uvolnění hormonů z předního laloku hypofýzy

HYPOTHALAMUS JAKO NEUROENDOKRINNÍ ORGÁN Neuroendokrinní buňky nesou rysy jak neuronů tak endokrinních bb. Produkují

HYPOTHALAMUS JAKO NEUROENDOKRINNÍ ORGÁN Neuroendokrinní buňky nesou rysy jak neuronů tak endokrinních bb. Produkují ll. – hormony / neurohormony Primárním cílem hypothalamických neurohormonů je hypofýza (přední a zadní lalok) hypothalamické uvolňovací nebo stimulující buňky mediánní eminence, kapilární pleteň, přední hypofýza zadní hypofýza je také ovlivňována hypothalamem – ale anatomická spojení jsou odlišná výběžky neuronů končí přímo v zadní hypofýze odtud jsou neurohypofyzeální hormony uvolňovány do celkového systémového oběhu a transportovány k jejich cílům v těle

HYPOTHALAMICKÉ HORMONY Hypothalmické uvolňovací hormony Systémy (osy) H-A-P Doposud bylo identifikováno 5 neuroendokrinních systémů

HYPOTHALAMICKÉ HORMONY Hypothalmické uvolňovací hormony Systémy (osy) H-A-P Doposud bylo identifikováno 5 neuroendokrinních systémů primární hypothalamický hormon (RH nebo IH) odpovídající sekundární hormony adenohypofýzy Sekundární hormony z adenohypofýzy - uvolňovány do oběhu LH luteinizační hormon FSH folikuly stimulující hormon pro reprodukční osu ACTH adrenokortikotropní hormon pro stresovou osu TSH thyreoidea stimulující hormon pro thyreoideální osu GH růstový hormon (somatotropin) pro růstovou osu PRL prolaktin pro osu laktace Některé z os mají i terciární hormony (reprodukce, stres, ŠŽ, růst) Gn. RH Gonadotropin-releasing hormon CRH Corticotropin releasing hormon TRH Thyreotropin releasing hormon GNRH Growth hormon releasing hormon Hypothalamické inhibující hormony Hormon inhibující růstový hormon – somatostatin Hormon inhibující sekreci prolaktinu (dopamin)

HYPOTHALAMICKÉ HORMONY Osy H-A-P interagují navzájem hypothalamus je regulován vstupy z CNS a zpětnou

HYPOTHALAMICKÉ HORMONY Osy H-A-P interagují navzájem hypothalamus je regulován vstupy z CNS a zpětnou vazbou hormonů z periférie Uvolňování neurohormonů Rytmicita uvolňování 5 hypothalamo-hypofyzálních neuroendokrinních systémů Metabolismus Růst Reprodukce Laktace Stres

OSA METABOLICKÁ (H-A-ŠŽ) TRH - paraventrikulárním jádrem hypothalamu TSH z adenohypofýzy Hormony ŠŽ Receptory

OSA METABOLICKÁ (H-A-ŠŽ) TRH - paraventrikulárním jádrem hypothalamu TSH z adenohypofýzy Hormony ŠŽ Receptory pro tyto hormony jsou všude v těle i v mozku Nadbytek hormonů – hyperthyreoza Nedostatek hormonů – hypothyreoza Nedostatek hormonů v fetálním nebo časném postnatálním životě

RŮSTOVÁ OSA (H-A-J) Primární hormony GHRH (ncl. arcuatus) Somatostatin (periventrikulární oblast) Sekundární hormon –

RŮSTOVÁ OSA (H-A-J) Primární hormony GHRH (ncl. arcuatus) Somatostatin (periventrikulární oblast) Sekundární hormon – GH Terciární orgány (játra) inzulínu podobný růstový faktor GH i IGF působí synergicky důležitá role v neonatálním a postnatálním růstu Stimuluje metabolismus – stimuluje růst orgánů, růst kostí a maturace, imunitních fcí Mnoho efektů je sexuálně dimorfických

STRESOVÁ OSA (H-A-A) CRH cortikotropin releasing hormon (parvocelulární část PVN) ACTH adrenokortikotropní hormon Kůra

STRESOVÁ OSA (H-A-A) CRH cortikotropin releasing hormon (parvocelulární část PVN) ACTH adrenokortikotropní hormon Kůra nadledvin - glukokortikoidy (GK) Regulace - negativní zpětná vazba GK zprostředkovávají odpověď organismu na stres spolu s autonomním systémem Modulují odpověď imunitního systému Ovlivňují ostatní neuroendokrinní osy Pulsní a cirkadiánní rytmus uvolňování Receptory pro GK - všude po těle, v CNS, vč. hypothalamu

OSA REPRODUKCE (H-A-G) 1. Gn. RH (LHRH) 2. LH a FSH (Gn, gonadotropiny) 3.

OSA REPRODUKCE (H-A-G) 1. Gn. RH (LHRH) 2. LH a FSH (Gn, gonadotropiny) 3. Gonády – pohlavní hormony Pohlavní hormony receptory po celém těle – sekundární pohlavní znaky, reproduktivní fce Zpětná vazba je pozitivní i negativní Fce Aktivita osy se mění v průběhu života Cyklus reproduktivní osy – denní, diurnální, a sezonní Mechanismy ještě málo známé

OSA LAKTACE (H-A-M) Laktace a mateřské chování – laktotrofní osa prolaktin PRL inhibující hormon

OSA LAKTACE (H-A-M) Laktace a mateřské chování – laktotrofní osa prolaktin PRL inhibující hormon (DA) Cíl - mléčná žláza Uvolňování PRL se mění podle věku, stáří a reproduktivního stavu Hladiny PRL jsou vyšší u žen než u mužů, mění se v průběhu mentruačního cyklu a podle reproduktivního stavu organismu

CHRONOBIOLOGIE Biologické rytmy

CHRONOBIOLOGIE Biologické rytmy

BIOLOGICKÉ RYTMY Základní vlastnosti živé hmoty Chronobiologie – studium biologických rytmů Rytmy cirkadiánní, infradiánní,

BIOLOGICKÉ RYTMY Základní vlastnosti živé hmoty Chronobiologie – studium biologických rytmů Rytmy cirkadiánní, infradiánní, ultradiánní Vnější a vnitřní (endogenní) mechanismus rytmicity Systémy podléhající změnám TT, TK, funkce ledvin, aktivita a počet leu, sekrece některých hormonů, reprodukce určitých buněčných populací příjem potravy, bdění, spánek, behaviorální a emoční projevy, zápis do paměti a duševní výkonnost, sexuální aktivita, mateřské chování genová exprese aj.

CIRKADIÁNNÍ RYTMY Cyklické děje s přibližně 1 denním opakování Děje endogenní – vnitřní pacemaker

CIRKADIÁNNÍ RYTMY Cyklické děje s přibližně 1 denním opakování Děje endogenní – vnitřní pacemaker – perioda asi 24, 5 -25 hod Vnější prostředí - perioda 24 h Synchronizátory vnějšího prostředí Světlo – nejsilnější signál Pravidelný příjem potravy, teplota, hladiny hormonů, sociální podněty Pacemaker – biologický časovací mechanismus Vnitřní hodiny Vstupy Výstupy

CIRKADIÁNNÍ RYTMY Infradiánní rytmy Cirkadiánní rytmy Ultradiánní rytmy Hormony menstruačního Bdění a spánek cyklu

CIRKADIÁNNÍ RYTMY Infradiánní rytmy Cirkadiánní rytmy Ultradiánní rytmy Hormony menstruačního Bdění a spánek cyklu Dechová frekvence Změny děložní sliznice Teplota tělní Srdeční frekvence Estrus u zvířat Hladina kortizolu Aktivita enzymů Emoční stav Ledvinné vylučování Pohybová aktivita Zápis do paměti a duševní výkon Sexuální aktivita a mateřské chování

SUPRACHIASMATICKÉ JÁDRO Klíčová role v koordinaci ostatních oscilátorů Periodicky se opakující elektrická aktivita Aferentace

SUPRACHIASMATICKÉ JÁDRO Klíčová role v koordinaci ostatních oscilátorů Periodicky se opakující elektrická aktivita Aferentace SCN (vstupy) Projekce ze sítnice – specializovaná populace gangliových bb. Eferentní dráhy SCN (výstupy) – přímé synaptické a neurosekreční Výstupy slouží synchronizaci oscilátorů v jiných tkáních Ncl. paraventricularis hypothalami – přímo k neuronů secernujícím CRH a Gn. RH (rytmicita vylučování kortikosteronu a pohlavních hormonů) + regulace autonomních fcí

SUPRACHIASMATICKÉ JÁDRO Diverzita výstupů SCN vede k fyziologickým rytmům SCN nemá přímé anatomické spoje

SUPRACHIASMATICKÉ JÁDRO Diverzita výstupů SCN vede k fyziologickým rytmům SCN nemá přímé anatomické spoje přesahující hypothalamus Přesto má pervazivní vliv na organismus Regulace spánku a bdění – víceúrovňová regulace Cirkadiánní regulace neuroendokrinních funkcí Cirkadiánní regulace autonomních funkcí Inervace šišinky Melatonin je indikátor délky noci, vztah k sezónnímu rozmnožování, sezónní výměně srsti a k migraci u některých druhů

BDĚNÍ A SPÁNEK Spánek - projev útlumu v CNS, které se šíří po rozsáhlých

BDĚNÍ A SPÁNEK Spánek - projev útlumu v CNS, které se šíří po rozsáhlých korových a podkorových oblastech Ve spánku se činnost CNS mění, její funkční projevy se liší od stavů bdělosti Vědomí - 2 základní významy – bdělost a stav uvědomování si Bdělost – vigilita (vigilance – bdělá pozornost) Jedinec reaguje na běžnou aferentaci Neurofyziologické mechanismy bdělosti – ARAS, thalamus, hypothalmus Arousal reaction - RF Bdění ostražité (gama rytmus) aktivní (beta rytmus) relaxované (alfa rytmus na eeg)

BDĚNÍ A SPÁNEK Spánek popisuje pomocí eeg jeho stadia Uvolněné bdění Fáze usínání Fáze

BDĚNÍ A SPÁNEK Spánek popisuje pomocí eeg jeho stadia Uvolněné bdění Fáze usínání Fáze spánku Hluboký spánek (SWS spánek slow wave sleep) Spánek je mělčí přichází REM fáze – tzn. 1 spánkový rytmus REM spánek – mělčí, snový Inhibice motoneuronů, ale některé systémy aktivní Délka spánku velká interidividuální variabilita Délka spánku – kojenci 16 h – podíl REM spánku 50% Desetileté dítě – kolem 10 hod. (REM spánek 20%) Mladí dospělí 7 -8 hod. Starší dosp. 6 hod.

BDĚNÍ A SPÁNEK Spánek – cyklické jevy během spánku Non REM spánek (pomalý, telencefalický,

BDĚNÍ A SPÁNEK Spánek – cyklické jevy během spánku Non REM spánek (pomalý, telencefalický, spánek s pomalými vlnami) REM spánek – REM spánek (aktivovaný, paradoxní, rhombencefalický) Nepravidelný eeg záznam Ztráta svalového tonu – fázické kontrakce okohybných svalů – REM Převládá aktivita sympatiku, sny, erekce Patofyziologické mechanismy spánku – není pasivní děj, ale aktivní non. REM – ncl. raphae, ncl. reticularis thalami, cholinergní neurony RF, NTS, struktury bazálního předního mozku REM – centrum v ncl. reticularis pontis ovalis

MODELOVÁNÍ ŘÍZENÍ spánku a bdění 2 modely vysvětlující behaviorální stavy spánek (sleep) a bdění

MODELOVÁNÍ ŘÍZENÍ spánku a bdění 2 modely vysvětlující behaviorální stavy spánek (sleep) a bdění (waking) Neurobiologický Psychofyziologický model Závěry Narušení spánku ovlivňuje emoční a kognitivní funkce Prolongovaná spánková deprivace je letální Spánek slouží důležité ale nejasně zprostředkované funkci udržování organismu

MODELOVÁNÍ ŘÍZENÍ spánku a bdění Zobrazovací studie a studie lézí mozku u spánku a

MODELOVÁNÍ ŘÍZENÍ spánku a bdění Zobrazovací studie a studie lézí mozku u spánku a snění Prokázaly rozdíly v regionální aktivaci mozku mezi dvěma hlavními behaviorálními stavy Na začátku spánku – povšechná deaktivace předního mozku a mozkového kmene Další snižování aktivace s prohlubujícím se spánkem REM spánek selektivní reaktivace mozkového kmene, diencefala, subkortikálního a kortikálního limbického systému, některých kortikálních asociačních oblastí významná deaktivace dorzolaterálního prefrontálního kortexu (DLO)

MODELOVÁNÍ ŘÍZENÍ spánku a bdění Modernizace původní aktivačně syntetické hypotézy snění Hobson, Mc. Carley,

MODELOVÁNÍ ŘÍZENÍ spánku a bdění Modernizace původní aktivačně syntetické hypotézy snění Hobson, Mc. Carley, 1977 simultánní autoaktivace limbického mozku deaktivace exekutivních struktur (Hobson, 2000) Studie Solmse (1997) prokazuje, že DLO narušení má minimální vliv na snění Destruktivní léze multimodálních parietálních oblastí globální ztráta snění Léze vizuálního asociačního kortexu nevizuální snění Aktivace supramarginálního gyru a inferotemporálního kortexu (PET) Odpovídá vizuospaciální povaze snění Diskonexe horního mozkového kmene od limbických prefrontálních struktur globální ztráta snění zachovaná aktivita REM spánku a emotivní a osobní kvalita snění

FUNKCE SPÁNKU Spánek není jen odpočinek Výzkumy spánkové deprivace Spánková deprivace krys – 4

FUNKCE SPÁNKU Spánek není jen odpočinek Výzkumy spánkové deprivace Spánková deprivace krys – 4 -6 t vedla ke zhroucení organismu Má celkově anabolické funkce Hraje roli v hormonální regulaci Vliv na paměť – konsolidace nedávno naučeného materiálu a předchozích vzpomínek Po tréninku roste množství a délka REM spánku – druhý den je patrno zlepšení v naučeném REM – konsolidace procedurální paměti SWS – konsolidace explicitní deklarativní paměti

NARUŠENÍ SPÁNKU Narušení spánku na podkladě cirkadiánních rytmů Normální čas (timing) spaní je u

NARUŠENÍ SPÁNKU Narušení spánku na podkladě cirkadiánních rytmů Normální čas (timing) spaní je u dospělých 22: 00 -7: 00 Onemocnění narušující timing spánku Primární Non 24 hour sleep wake sy DSPD – delayed sleep phase sy – pozdní vstávání (12 -16) a pozdní uléhání ASPS – advanced sleep phase sy – časné vstávání a neschopnost udržet si bdělost večer (16 -20 h. ) Sekundární – prostředím podmíněné – mnohem častější Jet lag – pásmová nemoc Práce na směny Chronická aktivizace aminergního systému (sy) – chronický stres Pokles aminergní aktivity v CNS – při depresi a narkolepsii Respirační dysfunkce během spánku – sleep apnea Motorická dysfunkce během spánku - parasomnie

SNĚNÍ Význam snů a snění není doposud objasněn Sny mohou sloužit k modulaci emocionálních

SNĚNÍ Význam snů a snění není doposud objasněn Sny mohou sloužit k modulaci emocionálních stavů v bdělosti k modifikaci asociativních sítí vzpomínek a naučeného materiálu – volné asociace k podpoře objevení kreativních řešení problémů během spánku – Kekulé, Mendělejev