ФУНКЦИОНАЛНЕ КАРАКТЕРИСТИКЕ НЕРВНОГ СИСТЕМА

Владан Крунић III3

Гимназија „Стеван Сремац"

ФУНКЦИОНАЛНЕ КАРАКТЕРИСТИКЕ НЕРВНОГ СИСТЕМА

• Када на било који део тела делује неки стимулус јавља се реакција од стране организма.

• Реакције се одвијају под утицајем рецепторско – ефекторног система.

• То је биолошки контролни систем који надгледа стање спољашње и унутрашње средине, открива настале промене и спроводи след догађаја који те промене елиминишу.

• Основне компоненте овог система су – рецептори,

– нервна влакна и – ефектори.

Рецепторско – ефекторни систем

• Рецептори (чулне ћелије) имају улогу да препознају и приме различите стимулусе из спољашње и унутрашње средине и да их претворе у сигнал препознатљив другим ћелијама – акциони потенцијал.

• Нервна влакна су продужеци нервних ћелија којима се информације из рецептора спроводе до централног нервног система одакле се команде спроводе до мишића.

• Ефектори су мишићне или жлездане ћелије које извршавају реакције организма.

Рецепторско – ефекторни систем

Чулни (сензорни) рецептори

• То су специјализоване нервне или епителијалне ћелије чија је улога да обавести организам о стању средине у којој се налази. Уколико се стимулуси примају из спољашње средине ради се о екстерорецепторима, а уколико обавештавају организам о стању унутрашње средине називају се интерорецептори.

• Код човека постоје четири класе чулних рецептора.

• Механорецептори препознају механичке стимулусе (додир, притисак, истезање или покрет).

Чулни (сензорни) рецептори

• Механорецептори препознају механичке стимулусе (додир, притисак, истезање или покрет).

• Хеморецептори препознају хемијске стимулусе и омогућују осећај мириса или укуса хране.

• Терморецептори реагују на промену температуре коже и крви и информације шаљу у центар за терморегулацију у мозгу.

• Фоторецептори су специјализовани за пријем електромагнетне енергије и налазе се у мрежњачи ока.

Чулни (сензорни) рецептори

• Различите врсте рецептора предвиђене за пријем одређеног стимулуса код сложенијих организама групишу се у чулне органе.

• Минимална јачина стимулуса на који је рецептор у стању да реагује назива се пражни стимулус.

• Природа стимулуса који је деловао на рецептор заснива се на постојању директних веза између рецептора и специфичне зоне у мозгу. У овом случају ради се о шифри обележених линија.

Нервне ћелије

• Нервне ћелије (неурони) су основне градивне и функционалне јединице нервног система.

• На свакој ћелији разликују се ћелијско тело, дендрити, нервно влакно и завршно проширење.

Нервне ћелије

• Ћелијско тело је метаболички центар ћелије. • Садржи једро и друге ћелијске органеле. • Од тела се одвајају два типа наставака:

– дендрити – и аксон.

• Дендрити су разгранати ситни наставци и служе за примање сигнала од других нервних ћелија.

• Аксон (нервно влакно) је дужи наставак који служи да пренесе акциони потенцијал до других ћелија.

Нервне ћелије

• На основу укупног броја наставака разликујемо – униполарне, – биполарне и – мултиполарне нервне ћелије које су и најчешће.

Нервне ћелије

• Многа нервна влакна обложена су мијелинским омотачем који се на правилним растојањима прекида и ту је ћелијска мембрана огољена.

• Та места називају се нодуси, док су делови нервног влакна обложени мијелинским омотачем интернодуси.

• Нервно влакно на свом крају губи мијелински омотач и рачва се у завршне дугмиће.

• То су места преко којих нервно влакно успоставља везу са следећом нервном ћелијом и назива се синапса.

Акциони потенцијал

• Све живе ћелије поседују мембрански потенцијал условљен неједнаким распоредом јона са обе стране ћелијске мембране као и селективном пропустљивошћу мембране за јоне.

• Неке ћелије имају способност да на стимулус реагују променом мембранског потенцијала. Називамо их надражљивим ћелијама.

• Мембрански потенцијал оваквих ћелија када нису надражене називамо потенцијал мировања.

• Овој групи припадају – чулне,

– нервне и

– ефекторске ћелије.

Акциони потенцијал

• Како ће се мењати потенцијал мембране зависи од врсте јона коју мембрана пропушта.

• Некада стимулуси изазивају хиперполаризацију мембране или деполаризацију (смањење разлике потенцијала у односу на вредност која постоји у мировању).

• Овакве промене потенцијала називамо градуисани потенцијали, јер величина промене зависи од јачине стимулуса. Међутим, када промена потенцијала мембране нервних ћелија достигне одређени ниво, који називамо критични ниво деполаризације, настаје акциони потенцијал.

• За акциони потенцијал нервног влакна важи правило "све или ништа", стимулуси чија је јачина мања од пражног стимулуса не изазивају акциони потенцијал, док сви стимулуси чија је јачина већа од пражног стимулуса, изазивају акциони потенцијал увек исте амплитуде и трајања.

Јонска основа акционог потенцијала

• Приказано графички промена потенцијала мембране има облик шиљка.

• Током фазе деполаризације (1) мембрански потенцијал се смањује до нуле, а затим се током узлазне фазе (2) потенцијал обрће – унутрашња страна мембране постаје позитивнија од спољашње. Следи силазна фаза реполаризације (3), током које се мембрански потенцијал враћа на ниво у мировању. Пре него што се потенцијал врати на ниво мировања, унутрашња страна мембране закратко постаје негативнија него што је у мировању – то је фаза пребачаја (4). Цео догађај траје неколико милисекунди.

Јонска основа акционог потенцијала

• У настанку акционог потенцијала пресудну улогу имају две врсте канала: – волтажно – зависни канали

за натријум – и волтажно – зависни канали

за калијум.

• На потенцијалу мировања оба типа канала су затворена(не пропуштају јоне).

Спровођење акционих потенцијала

• Да би нервне ћелије могле да комуницирају са другим ћелијама, потребно је да се акциони потенцијал спроведе од места где је настао, до контакта са другом ћелијом.

• Тај процес подсећа на процес сагоревања фитиља.

• Акциони потенцијал настаје када потенцијал мембране на једном месту достигне критични ниво деполаризације.

• Акциони потенцијал даље путује дуж нервног влакна, изнова настајући на сваком следећем делићу мембране, све док не стигне до краја нервног влакна – завршног дугмића.

• Спровођење се врши само у једном смеру, истом брзином и без опадања амплитуде.

Спровођење акционих потенцијала

• Брзина спровођења акционих потенцијала зависи од дебљине нервног влакна и присуства мијелинског омотача.

• Уколико је нервно влакно шире и брзина спровођења акционог потенцијала ће бити већа.

• Међутим, незгода је што дебела нервна влакна заузимају много простора.

• На срећу, природа се побринула да реши овај проблем тако што су нервна влакна кичмењака обложена мијелинским омотачем.

• Мијелин има улогу изолатора јер смањује цурење акционог потенцијала кроз мембрану и олакшава њихово спровођење.

Спровођење акционих потенцијала

• На правилном растојању мијелински омотач се прекида остављајући огољену мембрану.

• Та места називамо нодусима. У мембранама нодуса налазе се волтажно – зависни канали који су одговорни за настанак акционих потенцијала.

• Када акциони потенцијал настаје само у нодусима одакле се креће дуж нервног влакна прескачући поједине делове говори се о скоковитом спровођењу акционог потенцијала.

Нервно – мишићна синапса

• Синапса је место функционалног контакта и комуникације било које две надражљиве ћелије.

• Синапса између влакна моторне нервне ћелије и мишићне ћелије назива се нервно – мишићна синапса (моторна плоча).

• Припада групи хемијских синапси што значи да се порука са једне на другу ћелију преноси посредством хемијског агенса – неуротрансмитера.

Нервно – мишићна синапса

• Нервно влакно моторне нервне ћелије (пресинаптичка ћелија) на свом крају губи мијелински омотач и ступа у контакт са мишићном ћелијом (постсинаптичка ћелија).

• Између њих је синаптичка пукотина. • У цитоплазми завршног дугмића моторне нервне ћелије

налази се велики број синаптичких везикула. • У свакој од њих налази се по неколико хиљада молекула

неуротрансмитера (ацетилхолин).

• Када акциони потенцијал стигне до завршног дугмића моторне нервне ћелије, промена потенцијала пресинаптичке мембране условљава повећање унутарћелијске концентрације јона калцијума.

• Његово повећање изазива померање синаптичких везикула и ослобађање ацетилхолина.

Нервно – мишићна синапса

• С друге стране синаптичке пукотине налазе се рецептори за ацетилхолин.

• Рецептор ацетилхолина је по својој структури јонски канал који је проходан претежно за јоне натријума тек када се за њега веже ацетилхолин.

• Тиме се обезбеђује пролаз јона натријума у мишићну ћелију што изазива деполаризацију њене постсинаптичке мембране.

• Резултат је контракција мишића.

Ефектори• У ефекторе спадају мишићи (скелетни, глатки, срчани) и

жлезде.• Скелетни мишићи састоје се од снопова паралелно

постављених мишићних ћелија (влакана). • Мишићна влакна скелетних мишића под контролом су моторних

нервних ћелија које се налазе у кичменој мождини, при чему само једна може инервисати већи број мишићних влакана.

• Моторна јединица су сва мишићна влакна и нервна ћелија која их контролише.

Ефектори

• Унутар сваке мишићне ћелије, осим органела које налазимо и у другим ћелијама, налазе се и миофибрили, које представљају контрактилни апарат мишића.

• Миофибриле су начињене од две врсте филамената (танки састављени од протеинског молекула актина и дебели састављени од већег броја, међусобно повезаних, молекула миозина).

• Грчење мишића заснива се на специфичној интеракцији танких и дебелих филамената.

• У опуштеном мишићу молекули актина прекривени су једним кончастим протеином који спречава везивање актина и миозина.

• Међутим, када се акциони потенцијал са нервног влакна, преко синапсе, пребаци на мишићну ћелију у њеној цитоплазми долази до повећања концентрације јона калцијума.

Ефектори

• Јони калцијума сада се везују за други регулаторни молекул који помера кончасти молекул са молекула актина и тиме се откривају места преко којих се актин везује за миозин.

• Дакле, без калцијума као сигнала нема мишићне контракције.

• У опуштеном мишићу калцијум се налази, условно речено, заробљен у ендоплазматском ретикулуму који се код мишићних ћелија назива саркоплазмин ретикулум.

• Након ослобађања калцијума у цитоплазму, истовремено процесом активног транспорта започиње враћање јона калцијума у саркоплазмин ретикулум.

Ефектори

• Што је већи број акционих потенцијала који пристижу на мишићну ћелију, то је мишићна

напетост већа, све до постизања максималне контракције мишића, коју називамо мишићни тетанус.

• Током мишићног тетануса, мишићна влакна се непрестано грче што доводи до замора мишића.

• Замор се јавља услед смањења залиха аденозинтрифосфата (АТП) у мишићним ћелијама.

• Мишићне ћелије тада, у условима без присуства кисеоника разграђују глукозу, због чега се у замореном мишићу накупља млечна киселина.

ФУНКЦИОНАЛНЕ КАРАКТЕРИСТИКЕ НЕРВНОГ СИСТЕМА

Владан Крунић III3