Neurobiology Introduction to neurosciences for Cognitive MSs Fony

Neurobiology Introduction to neurosciences for Cognitive MSs.

Fonyó & Ligeti – Az orvosi élettan tankönyve 6. , 25. , (43. ) fejezetek

Homeosztázis Az élő szervezetnek a változó külső és belső körülményekhez való alkalmazkodó képessége, amellyel önmaguk viszonylagos biológiai állandóságát biztosítják. Walter Cannon vezette be 1932 -ben A belső környezet dinamikus állandósága és stabilitása alatt a megfelelő tápanyag-ellátottságot, a légzési gázok szükséges mennyiségét és minőségét, a testfolyadékok megfelelő mennyiségét, minőségét (térfogat, ionösszetétel, kémhatás, hőmérséklet, ozmotikus nyomás) és a védekező módok meglétét, megfelelő működését értjük. Ezzel egyidőben Cannon bevezeti a negatív visszacsatolás (feedback) szabályozást A visszacsatolás fontos részét az autonóm idegrendszer szabályozza a hipotalamuszon keresztül.

Homeosztázis - egyensúly

Autonóm/vegetatív idegrendszer A vegetatív idegrendszer feladata az optimális vegetatív háttér biztosítása a szomatikus aktivitáshoz és a homeosztázis fenntartása. Funkciók: fenntartják a dinamikus, belső környezetet; változatos kondíciók és követelmények alatt is megfelelően kell működnie a sejteknek, szöveteknek, szerveknek.

Autonóm idegrendszer Viscerális és főleg akaratlan motoros rendszerek Három fő osztály: (A)Szimpatikus: Harc & menekülés & ijedtség. Vészhelyzet szituációk, amikor hirtelen változás következik be vagy a belső vagy a külső környezetben. Sportolás, izgalom vagy vészhelyzet aktiválja (B)Paraszimpatikus: Pihenés és emésztés. Energia tárolása, konzerválása (C)Enterális: Emésztőrendszer falában lévő ideghálózat C

Autonóm idegrendszer Elsődlegesen effektor rendszer Irányítja: Simaizmokat Szívizmot Exokrin mirigyeket Két idegsejtes rendszer Preganglionális rost Sejttest a központi Idegrendszerben Postganglionális rost Sejttest a környéki idegrendszerben Neurontranszmitter: Preganglionális axonokból acetilkolin szabadul fel Posztganglionális axonokból adrenalin vagy noradrenalin (sz) vagy acetilkolin (psz)

Anatómiai különbségek a szimpatikus és paraszimpatikus rendszerben A központi idegrendszer különböző régióiból ered Szimpatikus – másnéven thoracolumbáris divízió Paraszimpatikus – másnéven craniosacrális divízió Copyright © 2005 Pearson Education, Inc. , publishing as Benjamin Cummings

Szimpatikus vs központi mozgató ideg A szimpatikus preganglionáris rostok a szomatomotoros axonokkal együtt az elülső gyökön keresztül hagyják el a gerincvelőt, majd mint fehér összekötő ág (ramus communicans albus) csatlakoznak a szimpatikus határlánchoz.

Szimpatikus idegrendszer Pre-ganglionális sejt intermediolaterális szarv sejtjei Th 1 -től L 2 vagy L 3 -ig elsősorban acetilkolin szabadul fel (nikotin receptor) Másodsorban neuropeptid is felszabadul (pl. LHRH) Post-ganglionális sejt Paravertebrális vagy Prevertebrális ganglionok Legtöbb rost noradrenalint szabadít fel neuropeptideket is ürítenek (pl. NPY)

Szimpatikus beidegzés Szimpatikus – hosszú postganglionális rostok Szimpatikus axonok – fokozottan elágazó végbunkó Több szervre is hat Szimpatikus postganglionális axonok – főleg noradrenalint ürítenek Copyright © 2005 Pearson Education, Inc. , publishing as Benjamin Cummings

Normális szimpatikus tónus 0, 5 – 2 impulzus / Mp Elegendő kontrakciót okoz a vérerekben, hogy limitálja az áramlást A legtöbb szimpatikus axonvég noradrenalint ürít A noradrenalin ürítése függ az axonvég funkciójától, ami az idegi növekedési faktortól függ

Mellékvesék - a kivételek Vesék felett Mellékvese velő (belső rész) cromaffin sejtjei a szimpatikus idegrendszer egyik fő szerve 14

Mellékvesék - a kivételek Szinapszis a velőben (Ca++, Na+) Testszerte szétáradó adrenalin és noradrenalin felszabadulást képes okozni extrém vészhelyzetben (adrenalin roham) 15

Összesített szimpatikus hatás Artériás nyomást növeli Tágítja a pupillát, Csökkenti a véráramlást, hogy szerveket/szöveteket inaktiváljon Sejtmetabolizmust serkenti Serkenti a vércukor anyagcserét Serkenti a glikogenolízist a májban és a vázizmokban Fokozza a vázizmok erejét Fokozza a mentális aktivitást Serkenti a véralvadást Szájszárazság, szapora

Paraszimpatikus idegrendszer Preganglionális neuronok Némely craniális ideg az agytörzsben lokalizált Edinger-Westphal mag (III) superior salivatory mag (VII) inferior salivatory mag (IX) dorsal motor nucleus (X) (secretomotor) nucleus ambiguus (IX, X) (visceromotor) intermediolaterális régiók: S 2, 3, 4 (sacrális) Acetilkolin a neurotranszmitter (nikotinos receptoron)

Paraszimpatikus idegrendszer Postganglionális sejtek craniális ganglionok ciliáris ganglion pterygopalatine submandibular ganglionok otic ganglionok A többi ganglion a viscerális szervek falában található a thoracális, abdominális és pelvicális üregekben. Acetilkolin a neurotranszmitter + VIP(muszkarinos receptoron)

Paraszimpatikus beidegzés Paraszimpatikus – rövid posztganglionális rostok Paraszimpatikus axonok – néhány elágazás Lokalizált hatás Paraszimpatikus posztganglionális axonok – acetilkolint ürít Copyright © 2005 Pearson Education, Inc. , publishing as Benjamin Cummings

Paraszimpatikus idegrendszer A vagus idegek innerválják a szívet, a tüdőket, a hörgőket, a májat, a hasnyálmirigyet és az összes emésztőrendszer traktust a nyelőcsőtől a vastagbél bal hajlatáig. A vastagbél további részeit és a végbelet, a húgyhólyagot, a reproduktív szerveket a sacrális preganglionális idegek innerválják a pelvicális idegeken, illetve a posztganglionális pelvicális ganglionokon keresztül.

Összesített paraszimpatikus hatás Ø Szűkíti a pupillát, Ø Növeli a véráramlást, hogy szerveket/szöveteket aktiváljon Ø Stimulálja a szekréciót és a perisztaltikát Ø Serkenti az emésztést, az epe termelést Ø Stimulálja a nyálmirigyeket Ø Stimulálja a húgyhólyagot

Szimpatikus és paraszimpatikus hatás Szem: Sz pupillák tágulnak Psz- pupillák szűkülnek, összehúzódik a ciliáris izom és a lencse közelre fókuszál Mirigyek : általánosságban a Psz stimulálja őket de a Sz hatás miatt kialakuló csökkenő véráram koncentrálni fogja a szekréciót. A verejték mirigyek különösen innerváltak Sz kolinerg rostokkal GI traktus: Sz -, Psz + (enterikus idegrendszer mediálja) Szív: Sz +, Psz -

Stimuláció hatása Légző simaizmok: Sz tágulás Psz összehúzódás Kivezetőcsövek: Sz tágulás Psz összehúzódás Immunrendszer: Sz gátol, Psz ? ?

Összehasonlítás

Paraszimpatikus Szimpatikus Adrenerg receptor

Enterális idegrendszer GI traktus falában lokalizált (100 millió neuron) Aktivitást az autonóm idegrendszer szabályozza

Enterális idegrendszer Preganglionális paraszimpatikus rostok projektálnak a gyomor, a vastagbél és a végbél enterális ganglionjaihoz a pelvicális zsigeri idegegeken és a vagus idegeken keresztül. Fokozza a bélmozgást és a tónust Relaxálja a záróizmokat Stimulálja a szekréciót

Enterális idegrendszer Myenteric Plexus (Auerbach’s) Hosszanti és körkörös izmok között Irányítja a bélmozgást Koordinálni tudja kioperált intesztinális traktusban a perisztaltikát Serkentő motoneuronok Ach-t és P anyagot bocsátanak ki Gátló motoneuronok Dinorphin-t és VIP-et ürítenek

Enterális idegrendszer Submucozális Plexus (Meissner’s) Szabályozza: Ion és víztranszport az intesztinális epitéliumon keresztül Mirigy szekréció myenteric plexus-al kommunikál Neuropeptideket ürít Jól szervezett idegi hálózat

Visceralis afferens rostok Autonóm idegekben viscerális motoros idegek mellett futnak Zsigeri szenzoros információt szállít Sose éri el a tudatosság szintjét Visceroviscerális és visceroszomatikus reflexek afferens végtagjáért felel Fontos a homeosztatikus szabályozás és a külső ingerhez való alkalmazkodáshoz

Visceralis afferens rostok Sok serkentő neurotranszmittert is kibocsát, mint pl glutamátot Sok neuropeptideket is tartalmaz Nociceptorokból is futnak “zsigeri fájdalom” Üreges zsigerekben szétterjedve

Neuropeptidek (Visceralis afferens rostok) Angiotension II Arginine-vasopressin bombesin calcitonin gene-related peptide cholecystokinin galamin substance P enkephalin somatostatin vasoactive intestinal peptide

Központi szabályozása az enterális idegrendszernek A központi idegrendszerepe alárendelt, inkább csak módosító funkcióval bír. Elsődlegesen a rágásban, nyelésben, nyálelválasztásban, gyomor raktározó funkciójában és a székelésben van kiemelt szerepe. Hosszúpályás reflexekkel vesz részt a szabályzásban.

Autonóm Reflexek Cardiovasculáris Baroreceptor –megemelkedett vérnyomás csökkenti a szívritmust. A csökkent szívritmus csökkenti a vérnyomást és a baroreceptorok aktivációját, ami majd növeli a szívritmust, ami pedig visszaállítja a vérnyomást. Bainbridge reflex- szívrimtus nő ha a vénás nyomásemelkedés nő GI autonóm reflexek Étel illata paraszimpatikus hatásra emésztő enzimek kiáramlását idézi elő a GI traktus szekretoros sejtjeiből Végbélben lévő ürülék erős perisztaltikát indukál a mihamarabbi ürítésért.

Autonóm idegrendszer magasabb szabályozása Különböző területek különböző autonóm funkciókat szabályoznak (nyúltvelő nucl. tr. solitarius-a, híd, középagy, hipotalamusz) Autonóm idegrendszert aktiváló és szabályozó központok: Gerincvelő, agytörzs, hipotalamusz, magasabb központok (limbikus rendszer, agykéreg)

Központi Autonóm Szabályozás Agyban lévő fő relé sejtcsoportok afferens és efferens információt szabályoznak Az autonóm információ különálló agyi magokba konvergál Az autonóm funkciókat modulálja a szimpatikus preganglionális szinapszis, paraszimpatikus tónus és/vagy neuroendokrin rendszer effektorainak változása

Központi Autonóm Szabályozás A különböző központi autonóm rendszerek reciprokan innerváltak Parallel pályák más struktúrákhoz viszik az autonóm info-t. Többféle kémiai anyag mediálja a neurális információ terjedését

Fontos Központi Autonóm területek Nucleus Tractus Solitarius – agytörzs (n. VII. , IX. , X) Parabrachial Nucleus – hídi FR Locus Coeruleus Amygdala Cerebral Cortex Hypothalamus Circumventricular Organs (fenesztrált falak)

Központi szabályozása az autonóm idegrendszernek 44

Formatio reticularis idegsejt csoportokból, a sejtcsoportok közötti laza elrendeződésű idegsejtekből és az ezeket elválasztó fehérállományból (rostnyalábok) áll. Az egyes magcsoportok kapcsolatban vannak egymással, ezáltal egy hálózat alakul ki. legközvetlenebb hatás az autonóm funkciókra a szívfrekvenciát, a légzésszámot és a vérnyomást szabályozó központokat találjuk itt.

Hipotalamusz fő integráló központ Homeosztázissal kapcsolatos info-t integrálja Rendszerezi a homeosztázis fenntartásához szükséges válaszokat (autonóm, endokrin, szomatikus komponensek)

HT működése és sérülése

Amygdala (mandulamag) érzelmek fő limbikus területe Szimpatikus aktivitás, főleg előzetesen tanult félelem-asszociált viselkedés Lehet akaratlagos, amikor félelmetes élményt idézünk fel – agykéreg az amygdalán keresztül cselekszik A félelmi reakció: Vérnyomásemelkedés, pupillatágulat(sz) légzésfokozódás (sz) GI fekélyek, vizelés, székelés (psz) Ledermedés Félelmet sugárzó arckifejezés Stresszhormonok szekréciója (ACTH)