Sistem nervos

Sistem nervos

Sistemul nervos si cel endocrin controleaza activitatea organismului.

Sistemul endocrin controleaza functiile metabolice, iar cel nervos - functiile motorii.

Sistemul nervos primeste un numar imens de informatii din mediul intern sau extern, pe care receptorii ii transforma in impuls nervos. Acesta este condus spre diferiti centrii.

Ajuns la ariile somestezice corticale declanseaza senzatii specifice.

Aceste informatii pot ajunge la centrii motori de la diferite nivele ale SN declansand raspunsuri motorii. O parte din aceste informatii sunt depozitate ca memorie si folosite ulterior in procesul gandirii.

Raspunsul motor presupune prin SNS:

raspunsul muschilor scheletici;

Raspunsul motor presupune prin SNV:

raspunsul musculaturii netede;

raspunsul glandelor cu secretie

In centrii medulari se inchid cele mai simple acte motorii - actele reflexe cum ar fi:

r.de aparare;

r. de pasire;

r. de mentinerea posturii;

r. vegetative (r.vasomotorii, r. sudoripare, r. digestive)

In regiunea subcorticala sunt realizate raspunsuri subconstiente

de mentinere a echilibrului in repaus si miscare;

raspunsuri la emotii, acte sexuale,

raspunsuri la starile de placere sau neplacere

rasp. de coordonae a activitatii cardio-vasc, respiratorii, digestive, de termoreglare.

Cortexul motor declanseaza raspunsuri motorii in SN, are loc si functia integrativa - de prelucrare a informatiilor.

Cca 99% din informatiile primite sunt inlaturate. Doar cele importante pt. organism sunt dirijate spre centrii corticali.

La baza activitatii SN este neuronul, format din corp neuronal (soma), si prelungiri: dendrite si axon (unic). Un rol foarte important in activitatea SN il au legaturile dintre neuroni - numite sinapse.

In general sinapsele sunt:

sinapse electrice;

sinapse chimice.

Majoritatea sinapselor din SN si cele a caror functii sunt binecunoscute sunt sinapsele chimice care transmit informatia de la un neuron la altul printr-o substanta chimica numita - mediator chimic.

In cazul neuronului motor se gasesc cca 100.000 sinapse:

- 80-95% pe dendrite;

- 5-20% pe soma.

O sinapsa este formata din:

- membrana presinaptica;

- spatiu sinaptic;

- membrana postsinaptica;

1. Membrana presinaptica apartine butonului terminal al unui axon. In acest buton se gasesc vezicule cu mediatori chimici sintetizat in butonul terminal si numeroase mitocondrii ce furnizeaza energia necesara sintezei.

2. Fanta sinaptica, adica spatiul dintre membrana pre si cea postsinaptica este de 200-300 ngstromi.

3. Membrana postsinaptica apartine neuronului spre care se face transmisia. Ea poate fi :

- a dendritei (sinapsa axo-dendritica);

- a somei (sinapsa axo-somatica);

- a axonului ( sinapse axo-axonale).

Pe membrana postsinaptica se gasesc receptori si enzime care degradeaza mediatorii chimici.

Transmiterea impulsului nervos de pe membrana presinaptica pe cea postsinaptica se face in felul urmator:

impulsul nervos ajunge la butonul terminal al axonului, creste permeabilitatea membranei pentru calciu (deschide canalele de calciu dependente de voltaj), calciu patrunde in buton, se fixeaza pe o proteina situata pe suprafata interna a membranei butonului.

Veziculele din vecinatate fuzioneaza cu aceasta membrana presinaptica, membrana se rupe si mediatorul chimic este eliberat in fanta.

Ca urmare a unui PA sosit pe membrana postsinaptica cateva vezicule elibereaza mediatorul chimic. (in cazul acetilcolinei fiecare vezicula contine 2000-10000 molecule de acetilcolina). In butonul terminalsunt suficiente vezicule pentru a raspunde la cateva sute, pana la 10.000 PA.

Actiunea pe membrana postsinaptica

Pe membrana postsinaptica se gasesc:

receptori

enzime ce degradeaza mediatorul chimic.

Receptorii sunt de natura proteica si au:

o componenta in afara membranei, care fixeaza mediatorul chimic;

o componenta ce traverseaza membrana si care poate activa un canal ionic sau o enzima ce induce modificari metabolice in celula.

Canalele ionice sunt de Na⁺ , de K⁺ , de Cl^-

Deschiderea canalelor de Na excita neuronul.

Deschiderea canalelor de K, Cl, inhiba neuronul.

Receptorii enzimatici pot:

activa adenilciclaza cu formarea de AMP ciclic care activeaza o serie de enzime;

activa genele ce formeaza noi receptori,

activa proteinkinazele care degradeaza receptorii deci le scad numarul.

In felul acesta se poate modifica activitatea sinaptica, substantele ce o determina sunt denumiti modulatori ai transmisiei sinaptice.

Mediatorii chimici sunt sintetizati in butonii terminali si depozitati in veziculele sinaptice.

Elaborarea se face intr-o milisecunda, iar veziculele sunt reciclate.

Cei mai importanti sunt:

acetilcholina (Acch)

noradrenalina (NA)

dopamina (DA)

glicina

GABA (acid gama amino-butiric)

Glutamatul

Serotonina

Acetilcholina e mediator chimic al:

celuleor piramidale din scoarta motorie,

neuronilor din ganglionii bazali,

motoneuronilor medulari,

neuronilor preganglionari vegetativi,

neuronilor postganglionari parasimpatici.

In general are efecte excitatorii cu exceptia neuronilor postganglionri parasimpatici.

Noradrenalina este mediator chimic la nivelul:

neuronilor din Tr.cerebral si hipotalamus

neuronilor din locus ceruleus din punte,

neuronilor postganglionari simpatici.

Participa la formarea de sinapse excitatorii dar si inhibitorii.

Dopamina - mediator la nivelul regiunii striate a nucleilor bazali si sintetizata in substanta neagra. Are efecte inhibitorii.

Glicina - mediator la nivelul maduvei cu efecte inhibitorii.

GABA - se intalneste in maduva, cerebel, ganglioni bazali, arii corticale. Are efecte inhibitorii.

Glutamatul - mediator in cai senzitive si unele arii corticale. Are efecte excitatorii.

Serotonina - secretata de nucleii rafeului median din trunchiul cerebral, axonii sunt proiectati in multe arii corticale si in cornul posterior medular. Inhiba caile durerii, determina instalarea somnului.

Eliminarea mediatorului din sinapsa are loc in decurs de milisecunde prin:

difuziunea in lichidul din jur;

distrugerea enzimatica pe membrana postsinaptica

recaptarea in terminatia nervoasa (NA)

Fenomenele electrice la nivelul sinapsei - au fost studiate pe neuronii motori din maduva.

Potentialul de repaus pe membrana somei neuronale are valoarea de -65mV (in fibre = - 90mV) si este potential de K.

In interiorul somei are loc distributia potentialului (conducere electrotomica) , astfel orice modificare a potentialului intr-o parte a lichidului intrasomal e urmata de aceeasi modificare in tot lichidul intrasomal. In repaos, in lichidul intrasomal potentialul este de -65 mV.

Excitarea, adica deschiderea canalului de Na in membrana postsinaptica duce la depolarizarea ei adica la scaderea valorii negative a PR.

Excitarea unei singure sinapse produce o depolarizare a membranei postsinaptice numita PPSE ( potential post sinaptic excitator) cu valoare de 0,5-1mV, deci potentialul somei scade de la - 65 la -64 mV.

Aceasta valoare este insuficienta pentru a excita neuronul. E nevoie de scaderea potentialului somei la - 45mV, deci o depolarizare de 20 mV pentru ca neuronul sa fie excitat. Doar in aceasta situatie apare la baza axonului un PA.

La aceasta valoare prag de - 45 mV se ajunge prin insumarea PPSE care este:

sumatie spatiala

sumatie temporala

Sumatia spatiala - consta in excitarea simultana a mai multor sinapse (40-80 in cazul unui neuron motor).

Sumatia temporala - este urmarea excitarii repetitive deoarece canalele ionice sunt deschise timp de o milisecunda, iar PPSE dureaza 15 msec.

Daca in timpul acestor 15 milisecunde sosesc stimuli noi, rezultatul se insumeaza.

In cazul inhibitiei se deschid canale de K si CL, se produce hiperpolarizarea membranei ( de la - 65 la -70 mV de ex.) adica ia nastere un potential postsinaptic inhibitor (PPSI) si excitabilitatea scade.

Inhibitia este de doua feluri:

postsinaptica, cea descrisa mai sus, cu o durata de cateva milisecunde (15);

presinaptica, in cazul sinapsei axo-axonale.

In acest caz, in membrana celui de al 2-lea axon scade permeabilitatea pentru calciu si Na si deci scade capacitatea eliberarii mediatorului chimic din butonul terminal al acestui axon.

Aceasta inhibitie are o durata mai lunga, de minute sau chiar ore si se intalneste in multe cai senzitive impiedicand propagarea laterala a impulsului de la o fibra la alta.

La nivelul somei neuronale are loc insumarea PPSE si PPSI si excitarea neuronului postsinaptic are loc cand se atinge pragul de -45 mV.

In acest caz, la baza axonului apare PA deoarece in membrana axonului numarul canalelor de Na este mare.

PA se propaga prin axon prin curenti locali. Frecventa PA depinde de depasirea valorii de prag de - 45 mV.

Daca potentialul somei nu ajunge la - 45 mV, neuronul este facilitat adica potentialul somei este mai aproape de prag si poate fi excitat mai usor de stimuli ce vin si din alte surse.

Prin dendrite potentialul se transmite electrotonic, adica prin conducere electrica, prin fluidul lichidului.

In acest caz PPSE scaden dealungul dendritelor deoarece membrana lor e permeabila pentru K.

Scaderea este cu atat mai mare cu cat excitarea dendritelor are loc mai departe in soma.

Sinapse inhibitorii in portiunea initiala a axonului produc o inhibare puternica a neuronului.

Caracteristicile transmisiei sinaptice

Conducerea impulsului este unidirectionala, deoarece veziculele sinaptice se gasesc doar in componenta presinaptica.

Intarzaierea sinaptica are valoarea de 0,5 msec.

Ea se datoreste:

eliberarii mediatorului;

difuziunii prin fanta sinaptica;

intreactiunii cu receptorul;

actiunii receptorului;

patrunderea Na si declansarea PPSE.

Masurand timpul de la trimiterea unui impuls pana la raspuns se poate determina numarul neuronilor din circuitul respectiv.

Oboseala sinaptica

Stimularea repetitiva a unei sinapse excitatorii duce la scaderea descarcarilor postsinaptice pana la oprirea lor.

Se datoreste epuizarii mediatorului chimic, dar si inactivarii progresive a receptorilor si refacerii lente a canalelor de Ca in neuronul postsinaptic.

Este un mecanism de protectie impotriva unei activitati neuronale excesive.

Facilitarea posttetanica

Excitarea repetitiva a unei sinapse excitatorii, dupa o pauza duce la o excitabilitate crescuta, deci un raspuns mai puternic la o noua stimulare.

Acest fenomen ar sta la baza memoriei pe termen scurt.

Efectul alcalozei si al acidozei

Alcaloza creste excitabilitatea (pH-ul 7,8 -8 duce la convulsii), acidoza o scade (pH 7 duce la o stare comatoasa).

Efectul hipoxiei

Lipsa oxigenului in cateva secunde duce la inexcitabilitatea neuronala. In 3-5 secunde omul devine inconstient.

Efectul medicamentelor

Cofeina, teofilina, cresc excitabilitatea scazand pragul de excitare. Strihnina are acelasi efect prin reducerea inhibitiei realizata de glicina. Anestezicele cresc pragul de excitare.