FUNCTII FUNDAMENTALE ALE ORGANISMULUI UMAN

FUNCTII FUNDAMENTALE ALE ORGANISMULUI UMAN

I. FUNCTIILE DE RELATIE

Omul, ca de altfel toate organismele, realizeaza schimburi permanente de informatie, energie si materie cu mediul de viata. Integrarea in acest mediu presupune o colaborare stransa intre sistemul nervos, organele de simt, sistemul endocrin si sistemul locomotor. Toate aceste organe si sisteme de organe interactioneaza in realizarea functiilor de relatie: sensibilitatea si miscarea.

SISTEMUL NERVOS

Sistemul nervos, impreuna cu sistemul endocrin regleaza majoritatea functiilor organismului. Sistemul nervos (SN) are rol in special in reglarea activitatii musculaturii si a glandelor secretorii (atat exocrine, cat si endocrine), in timp ce sistemul endocrin regleaza in principal functiile metabolice. Reglarea activitatii musculaturii scheletice este realizata de SN somatic, iar reglarea activitatii musculaturii viscerale si a glandelor (exo- si endocrine) este realizata de SN vegetativ. Intre SN si sistemul endocrin exista o stransa interdependenta.

Compartimentele functionale ale sistemului nervos

Reglarea nervoasa a functiilor corpului se bazeaza pe activitatea centrilor nervosi care prelucreaza informatiile primite si apoi elaboreaza comenzi ce sunt transmise efectorilor. Din acest punct de vedere, fiecare centru nervos poate fi separat in doua compartimente functionale:

compartimentul senzitiv, unde sosesc informatiile culese la nivelul receptorilor;

compartimentul motor, care transmite comenzile la efectori.

Asadar, fiecare organ nervos are doua functii fundamentale: functia senzitiva si functia motorie.

La nivelul emisferelor cerebrale mai apare si functia psihica. Separarea functiilor sistemului nervos in functii senzitive, motorii si psihice este artificiala si schematica.

In realitate, nu exista activitate senzitiva fara manifestari motorii, si viceversa, iar starile psihice rezulta din integrarea primelor doua. Toata activitatea sistemului nervos se desfasoara intr-o unitate, in diversitatea ei extraordinara.

Mecanismul fundamental de functionare a sistemului nervos este actul reflex (sau, simplu, reflexul). Reflexul reprezinta reactia de raspuns a centrilor nervosi la stimularea unei zone receptoare. Termenul de reflex a fost introdus de catre matematicianul si filozoful francez Rene Descartes (1596-1650). Raspunsul reflex poate fi excitator sau inhibitor.

Baza anatomica a actului reflex este arcul reflex, alcatuit din cinci componente anatomice: receptorul, calea aferenta, centrii nervosi, calea eferenta si efectorul.

Receptorul este o structura excitabila care raspunde la stimuli prin variatii de potential gradate proportional cu intensitatea stimulului.

Majoritatea receptorilor sunt celule epiteliale diferentiate si specializate in celule senzoriale (gustative, auditive, vestibulare). Alti receptori din organism sunt corpusculii senzitivi - mici organe pluricelulare alcatuite din celule, fibre conjunctive si terminatii nervoase dendritice (receptorii tegumentari, proprioceptorii).

Uneori, rolul de receptori il indeplinesc chiar terminatiile butonate ale dendritelor (neuronul receptorului olfactiv, receptorii durerosi).

La nivelul receptorului are loc transformarea energiei stimulului in impuls nervos.

In functie de tipul excitantului, se deosebesc cinci tipuri principale de receptori, si anume:

. mecanoreceptori, care detecteaza deformarile mecanice ale receptorului sau ale celulelor vecine acestuia;

. termoreceptori, care sesizeaza schimbarile de temperatura, unii receptori fiind specializati pentru senzatia de cald si altii pentru senzatia de rece; nociceptori (sau receptori ai durerii), care detecteaza leziuni tisulare, indiferent daca acestea sunt de natura fizica sau chimica; receptori electromagnetici, care detecteaza lumina la nivelul retinei;

. chemoreceptori, care detecteaza gustul (situati in cavitatea bucala), mirosul (situati in cavitatea nazala), nivelul oxigenului in sangele arterial, concentratia dioxidului de carbon si a altor substante importante in biochimia organismului.

La nivelul receptorului are loc traducerea informatiei purtate de stimul in informatie nervoasa specifica (impuls nervos).

Alte clasificari ale receptorilor:

In functie de provenienta stimulului

. exteroreceptori - primesc stimuli din afara organismului;

. interoreceptori (visceroreceptori) - primesc stimuli din interiorul organismului {baroreceptori, chemoreceptori).

In functie de tipul de senzatie:

. proprioreceptori - informeaza despre pozitia corpului si permit controlul miscarii;

. receptorii cutanati - includ receptorii pentru presiune, tact, vibratii, cald, rece si durere;

. receptorii simturilor speciale: vaz, auz, echilibru.

In functie de tipul de energie pe care o prelucreaza:

. chemoreceptori stimulati chimic: muguri gustativi, epiteliul olfactiv, corpii carotidieni si aortici; nociceptorii sunt considerati ca facand parte din aceasta categorie, deoarece sunt stimulati de substante chimice eliberate de celulele distruse;

. fotoreceptori: sunt stimulati de lumina; celule cu conuri si bastonase;

. termoreceptori: raspund la variatiile de temperatura;

. mecanoreceptori: stimulati de deformarea membranei celulare; receptori pentru tact, vibratii si presiune.

In functie de viteza de adaptare:

. fazici: raspund cu o crestere a activitatii la aplicarea stimulului, dar, in ciuda mentinerii acestuia, activitatea lor scade ulterior: receptorul olfactiv;

. tonici: prezinta activitate relativ constanta pe toata durata aplicarii stimulului: receptorul vizual.

Calea aferenta. Receptorii vin in contact sinaptic cu terminatiile dendritice ale neuronilor senzitivi din ganglionii spinali sau de pe traiectul unor nervi cranieni.

Distributia caii aferente in centrii nervosi se face in doua moduri. Convergenta este un mod de distributie in care un singur neuron central primeste contacte sinaptice de la mai multe fibre aferente, iar divergenta consta in ramificarea unei singure fibre aferente la mai multi neuroni centrali.

Centrii. Potentialele de actiune dendritice ajunse la neuronul senzitiv se propaga mai departe celulifug de-a lungul axonului acestuia, pana la prima sinapsa. in cazul unui reflex elementar, format din doi neuroni, unul senzitiv si unul motor, centrul nervos al reflexului este reprezentat chiar de sinapsa dintre axonul neuronului senzitiv si corpul celular al neuronului motor (reflexe mono-sinaptice). In cazul unor activitati reflexe mai complexe, calea aferenta este formata dintr-un lant de trei sau mai multi neuroni senzitivi, iar centrii reflecsi sunt reprezentati de totalitatea sinapselor care se realizeaza in ariile corticale sau in nucleii subcorticali ce primesc si prelucreaza informatia primita de la periferie si elaboreaza raspunsul efector (reflexe polisinaptice).

Prin centrii unui reflex se intelege totalitatea structurilor din sistemul nervos central care participa la actul reflex respectiv. Sistemul nervos central are trei nivele majore, cu atribute functionale specifice: nivelul maduvei spinarii, nivelul subcortical si nivelul cortical.

Calea eferenta reprezinta axonii neuronilor motori somatici si vegetativi prin care se transmite comanda catre organul efector. Cea mai simpla cale eferenta se intalneste la reflexele somatice; ea este formata din axonul motoneuronului a din coarnele anterioare ale maduvei spinarii. in cazul sistemului nervos vegetativ, calea eferenta este formata dintr-un lant de doi neuroni motori: un neuron preganglionar, situat in coarnele laterale ale maduvei spinarii sau intr-un nucleu vegetativ din trunchiul cerebral, si un neuron postganglionar, situat in ganglionii vegetativi periferici (extranevraxiali).

Efectorii. Principalii efectori sunt muschii striati, muschii netezi si glandele exocrine.

celule specializate sau dendrite ale neuronilor din ganglionii spinali sau din omologii lor cranieni.

dendritele si axonii neuronilor senzitivi din ganglionii spinali.

neuroni somatici (motoneuroni din coarnele anterioare ale maduvei si neuroni de asociatie) si vegetativi (neuroni din coarnele laterale ale maduvei) simpatici si parasimpatici.

axonii motoneuronilor din coamele anterioare sau ai neuronilor vegetativi din coarnele laterale.

musculatura scheletica si viscerala (raspunde prin contractie) si glandele exo- si endocrine (raspund prin secretie)

MADUVA SPINARII

Anatomia maduvei spinarii

Configuratia externa

Asezare, raporturi

Maduva spinarii are forma unui cordon cilindric usor turtit in sens antero-posterior, astfel ca diametrul transversal depaseste cu putin diametrul antero-posterior. Se gaseste situata in canalul vertebral, format din suprapunerea orificiilor vertebrale, pe care insa nu il ocupa in intregime. Lungimea maduvei este de 43-45 cm, cu variatii individuale. Limita superioara a maduvei corespunde gaurii occipitale sau emergentei primului nerv spinal (C1), iar limita inferioara se afla in dreptul vertebrei L2. Faptul ca maduva isi are limita inferioara in dreptul vertebrei L2 se explica prin ritmul de crestere a coloanei vertebrale, mai rapid decat cel de crestere a maduvei. Tot din aceasta cauza, radacinile nervilor spinali lombari si sacrali au o directie oblica in jos.

Maduva spinarii nu ocupa toata grosimea canalului vertebral. Intre peretele osos al vertebrelor si maduva se afla cele trei membrane ale meningelor vertebrale care asigura protectia si nutritia maduvei.

Sub vertebra L2, maduva se prelungeste cu conul medular iar acesta cu filum terminale, care ajunge la coccis pe fata posterioara a celei de-a doua vertebre coccigiene. De o parte si de alta a conului medular si a filum-ului terminale, nervii lombari si sacral, cu directie aproape verticala, formeaza "coada de cal".

Aspectul exterior al maduvei

In dreptul regiunilor cervicala si lombara, maduva prezinta doua regiuni mai voluminoase, intumescentele (dilatarile) cervicala si lombara, care corespund membrelor. La suprafata maduvei se observa o serie de santuri: anterior si pe linia mediana, un sant mai adanc, numit fisura mediana; posterior, pe linia mediana, se observa santul median dorsal mai putin adanc. Lateral de fisura mediana se observa santurile ventrolaterale, prin care ies radacinile anterioare ale nervilor spinali; lateral de santul median dorsal se afla santurile dorsolaterale, prin care intra radacinile posterioare ale nervilor spinali.

Creierul si maduva spinarii (sectiune sagitala): 1. gaura occipitala; 2. intumescenta cervicala; 3. maduva spinarii in canalul vertebral; 4. intumescenta lombara; 5. conul medular; 6. filum terminale

Meningele spinale

Este alcatuit din trei membrane de protectie care invelesc maduva. La nivelul gaurii occipitale, meningele spinale se continua cu meningele cerebrale. Membrana exterioara se numeste dura mater. Are o structura fibroasa, rezistenta si este separata de peretii canalului vertebral prin spatiul epidural.

Arahnoida are o structura conjunctiva si este separata de duramater prim spatiul subdural si de piamater prin spatiul subarahnoidian, care, contine lichidul cefalorahidian (LCR). Pia mater este o membrana conjunctivo-vasculara, cu rol nutritiv, care inveleste maduva la care adera intim, patrunzand in santuri si fisuri. In grosimea ei se gasesc vase arteriale. Prelungirile piei mater, impreuna cu ramurile arteriale si cu celulele gliale, formeaza in substanta nervoasa bariera hematoencefalica.

Meningele: 1. maduva spinarii; 2. apofiza transversa; 3. corp vertebral; 4. nerv spinal; 5. pia mater; 6. spatiul subarahnoidian; 7. arahnoida; 8. dura mater; 9. spatiul epidural; 10. apofiza spinoasa.

Structura maduvei spinarii

Maduva este formata din substanta cenusie dispusa in centru, sub forma de coloane, avand, in sectiune transversala, aspectul literei "H', si substanta alba, la periferie, sub forma de cordoane.

Substanta cenusie

Este constituita din corpul neuronilor. Bara transversala a "H"-ului formeaza comisura cenusie a maduvei, iar portiunile laterale ale "H'-ului sunt subdivizate in coarne: anterioare, laterale si posterioare.

Comisura cenusie prezinta, in centru, canalul ependimar care contine LCR si care, in sus, la nivelul trunchiului cerebral, se dilata, formand ventriculul IV.

Coarnele anterioare (ventrale) contin dispozitivul somatomotor, care este mai bine dezvoltat in regiunea intumescentelor. Coarnele anterioare sunt mai late si mai scurte decat cele posterioare si contin doua tipuri de neuroni somatomotori: neuroni a si neuroni g, ai caror axoni formeaza radacina ventrala a nervilor spinali. Axonul neuronului a ajunge la muschiul striat, cu care formeaza o sinapsa speciala neuroefectorie, numita placa motorie, in timp ce axonul neuronului g ajunge la portiunea periferica (contractila) a fibrelor musculare din structura fusului neuromuscular.

Coarnele posterioare (dorsale) contin neuroni ai cailor senzitive care au semnificatia de deutoneuron (al II-lea neuron), protoneuronul (I neuron) fiind situat in ganglionii spinali.

Maduva spinarii (sectiune transversala): 1. cordonul posterior; 2. santul median posterior; 3. comisura cenusie; 4. cornul lateral; 5. nerv spinal; 6. cordonul anterior; 7. comisura alba; 8. fisura mediana ante rioara; 9. cornul anterior; 10. radacina anterioara; 11. ganglion spinal; 12. radacina posterioara; 13. cordonul lateral; 14. canalul ependimar; 15. cornul posterior

Coarnele laterale sunt vizibile in regiunea cervicala inferioara, in regiunea toracala si lombara superioara. Contin neuroni vegetativi simpatici preganglionari ai caror axoni parasesc maduva pe calea radacinii ventrale a nervului spinal si formeaza fibrele preganglionare ale sistemului simpatic.

Intre coarnele laterale si posterioare, in substanta alba a maduvei, se afla substanta reticulata a maduvei, mai bine individualizata in regiunea cervicala si formata din neuroni dispusi in retea, precum si neuroni reticulati, prezenti si in jurul canalului ependimar.

Substanta alba

Se afla la periferia maduvei si este dispusa sub forma de cordoane in care gasim fascicule ascendente, situate, in general, periferic, descendente, situate spre interior fata de precedentele, si fascicule de asociatie, situate profund, in imediata vecinatate a substantei cenusii.

In cordoanele posterioare se afla fasciculul gracilis (Goll), iar, lateral de acesta, fasciculul cuneat (Burdach) precum si fasciculele de asociatie.

In cordoanele anterioare se afla trei feluri de fascicule:

I. Fasciculul de asociatie - fasciculul fundamental - are originea in substanta cenusie si este format din ramuri ascendente si descendente care fac legatura intre diferite segmente medulare.

II. Fascicule ascendente - reprezentate de fasciculul spinotalamic anterior cu originea in deutoneuronul de la nivelul cornului posterior al maduvei (protoneuronul se afla in ganglionul spinal). Axonul deutoneuronului, dupa ce se incruciseaza cu opusul, ajunge in cordonul anterior de cealalta parte.

III. Fascicule descendente - de doua categorii:

a.  Fascicule piramidale, care controleaza motilitatea voluntara si care isi au originea in scoarta - fasciculul piramidal direct sau corticospinal anterior, situat in jurul fisurii mediane.

b.  Fascicule extrapiramidale, care controleaza motilitatea involuntara automata si semiautomata, avand origine subcorticala, cum ar fi:

- fasciculul tectospinal, cu originea in mezencefal;

- fasciculul vestibulospinal medial cu originea in nucleii vestibulari medial si inferior din bulb.

In cordoanele laterale se afla toate cele trei tipuri de fascicule:

I. Fasciculul de asociatie - fasciculul fundamental, care, dupa cum a fost descris, se gaseste si in cordonul anterior al maduvei, avand aceeasi structura.

II. Fascicule ascendente, reprezentate de fasciculul spinotalamic lateral si de cele doua fascicule spinocerebeloase ventral (incrucisat Gowers) si dorsal (direct Flechsig).

Fasciculul spinotalamic lateral isi are originea in deutoneuronul de la nivelul cornului posterior al maduvei (protoneuronul se afla in ganglionul spinal). Axonul deutoneuronului din cornul posterior al maduvei, dupa ce se incruciseaza cu opusul, ajunge in cordonul lateral de partea cealalta, unde formeaza fasciculul spinotalamic lateral. Fasciculele spinocerebe-loase isi au originea in deutoneuronii de la nivelul cornului posterior. In cazul fasciculului spinocerebelos dorsal, axonul deutoneuronului din cornul posterior trece in cordonul lateral de aceeasi parte, in timp ce in cazul fasciculului spinocerebelos ventral, axonul deutoneuronului se incruciseaza si trece in cordonul lateral de partea opusa.

III. Fascicule descendente. Ca si in cordonul anterior, in cordonul lateral exista doua categorii de fascicule descendente:

a.  Fascicule piramidale, care controleaza motilitatea voluntara si au originea in scoarta - fasciculul piramidal incrucisat (corticospinal lateral), situat in cordonul lateral.

b.  Fascicule extrapiramidale, care controleaza motilitatea involuntara automata si semiautomata, avand originea subcorticala:

- fasciculul rubrospinal, cu originea in nucleul rosu din mezencefal, situat inaintea fasciculului piramidal incrucisat;

fasciculul olivospinal, cu originea in oliva bulbara si situat in cordonul lateral, anterior de fasciculul spinocerebelos ventral;

fasciculul reticulospinal, cu originea in formatia reticulata a trunchiului cerebral;

fasciculul nigrospinal, cu originea in substanta neagra;

fasciculul vestibulospinal lateral, cu originea in nucleul vestibular lateral.

Maduva spinarii: 1. fascicul gracilis; 2. fascicul cuneat; 3. fascicul fundamental posterior; 4. fascicul spinocerebelos direct Flechsig; 5. fascicul fundamental lateral; 6. fascicul piramidal incrucisat; 7. fascicul rubrospinal; 8. fascicul vestibulospinal lateral; 9. fascicul spinotalamic lateral; 10. fascicul spinocerebelos Gowers; 11. fascicul olivospinal; 12. fascicul spinotectal; 13. fascicul reticulospinal; 14. fascicul spinotalamic ventral; 15. fascicul tectospinal; 16. fascicul vestibulospinal ventral; 17. fascicul piramidal direct; 18. fascicul fundamental anterior

Maduva spinarii este conectata cu receptorii si efectorii prin 31 de perechi de nervi spinali micsti (constituiti din fibre nervoase motorii si senzitive, somatice si vegetative), care apartin sistemului nervos periferic: 8 cervicali, 12 toracali, 5 lombari, 5 sacrali si 1 coccigian.

Nervii spinali sunt dispusi simetric de-a lungul maduvei spinarii si sunt formati din doua radacini, trunchi si mai multe ramuri.

Functiile maduvei

Functia reflexa realizeaza legatura dintre partile componente ale organismului si dintre organism si mediu. Este coordonata de centrii nervosi din substanta cenusie.

Functia reflexa se realizeaza prin actul reflex, al carui substrat anatomic este arcul reflex. Acesta este un mecanism ciberentic de autoreglare, prin care organismul isi pastreaza integralitatea si echilibrul dinamic. Reflexele medulare sunt de doua tipuri: somatice (monosinaptice si polisinaptice) si vegetativ (simpatice si parasimpatice).

Functia de conducere

Maduva spinarii conduce:

excitatiile sub forma de influx nervos senzitiv de la receptori catre centrii nervosi (prin
cai ascendente) si

comenzile sub forma de influx nervos motor de la centrii nervosi la organele efectoare (prin
cai descendente).

1. Caile ascendente transmit informatii de la receptori (exteo-, proprio- si interoceptori) catre centrii nervosi. Sunt de doua tipuri:

a) specifice pentru fiecare tip de sensibilitate (exteroceptiva si proprioceptiva), care sunt alcatuite din trei neuroni si conduc impulsuri cu rol in perceperea si discriminarea fina a stimulilor. Proiectia lor corticala se face intr-o zona limitata.

b) nespecifice (reprezentate de substanta reticulata din jurul canalului ependimar si dintre coarnele posterioare si laterale, contin peste trei neuroni. Acestea, impreuna cu calea spinotalamica, conduc sensibilitatea interoceptiva.

2. Caile descendente conduc motilitatea voluntara (fasciculele piramidale) si involuntara (fasciculele extrapiramidale). Comenzile conduse prin fasciculele piramidale initiaza miscari voluntare fine. Comenzile conduse prin fasciculele extrapiramidale controleaza tonusul postural, miscarile automate asociate cu mersul, vorbirea, scrisul, unele stari afectiv-emotionale, atitudinile automate.

Sunt alcatuite din 2 neuroni: primul, situat in cortexul cerebral sau in trunchiul cerebral, iar al doilea, in coarnele anterioare medulare.