Układ nerwowy jest podstawowym organem naszego organizmu odpowiedzialnym za wszelkie doznania, uczucia, zmysły.
1. Odśrodkowy i obwodowy układ nerwowy
1.1 Ośrodkowy układ nerwowy, składa się z mózgu i rdzenia kręgowego, odbiera on informacje z całego ciała i integruje jego działanie. Ośrodkowy układ znajduje się w czaszce oraz kanale nerwowym. W skład ośrodkowego układu nerwowego wchodzą:
- mózgowie,
- rdzenia kręgowy,
- mózg,
-móżdżek,
-pień mózgowy,
- dwie półkul oddzielonych od siebie szczeliną podłużną,
- międzymózgowie.
1.2. Obwodowy układ nerwowy (wegetatywny)
Obwodowy układ nerwowy (wegetatywny) dzięki, któremu nerwy całego ciało wysyłają i odbiera informacje z organizmu. W skład obwodowego układu nerwowego wchodzą wszystkie wychodzące nerwy z mózgu i rdzenia kręgowego. Obwodowy układ nerwowy składa się z dwóch elementów.
1.2.1 Somatyczny układ nerwowy
Somatyczny układ nerwowy, składa się z włókien nerwów czuciowych i ruchowych. Transportują one informacje między ciałem, a rdzeniem kręgowym jest to ten składnik, który bierze udział w doznaniach fizycznych i kontroli ruchów dobrowolnych.
1.2.2 Autonomiczny układ nerwowy
Drugą składową jest autonomiczny układ nerwowy, który spełnia funkcje kontroli serca, gruczołów dokrewnych i niepodlegających świadomej kontroli mięśni gładkich w naczyniach krwionośnych, oczach i jelitach. Autonomiczny układ nerwowy można podzielić na współczulny (sympatyczny) i przywspółczulny (parasympatyczny ). Oba elementy pełnią przeciwstawną funkcję.
1.2.2.1 Współczulny układ nerwowy
Współczulny układ nerwowy działa dzięki wykorzystaniu neuroprzekaźnika noradrenaliny, aby zwiększyć czystość akcji serca, rozszerzenie źrenic i dróg oddechowych oraz ograniczenia przepływu krwi do układu pokarmowego. W efekcie układ współczulny działa, aby wystąpiła reakcja „walki i ucieczki”.
1.2.2.2 Przywspółczulny układ nerwowy
Z kolei przywspółczulny układ nerwowy działa dzięki, neuroprzekaźnikowi acetylocholinie prowadzi do zwężenia źrenic i dróg oddechowych, spowalnia akcje serce i nasila funkcje trawienny.
2.Historia doktryny neuronowej
Ludzkość całe wieki dywagowała na temat budowy ludzkiego ciała. W latach trzydziestych dwóch naukowców z Niemiec ogłosiło tezę, że wszystkie istoty żywe składają się z komórek. Nie można było tego potwierdzić, gdyż nie było wtedy dostatecznie mocnego mikroskopu. Debaty trwały, niektórzy naukowcy twierdzili, że układ nerwowy składa się z komórek podobnie, jak inne części ciała. Przeciwnicy, jednak twardzieli, że składa się on z ciągłej sieci tkankowej. W momencie gdy zbudowano większe, mikroskopy o większej mocy naukowcy mogli udowodnić budowę tkanki nerwowej. Przełom w badaniach nastąpił, gdy Camillo Golgi odkrył tzw. czarną reakcją – techniki barwienia. Za pomocą tej metody czarna reakcja barwi niewielką ilość neuronów w próbce tkanki, komórki całościowo są wybarwione, dzięki czemu możemy zaobserwować ich kształt. Hiszpański neuro anatom Santiago Ramon y Cajal w latach osiemdziesiątych dziewiętnastego wieku zastosował metodę badania Golgiego do badania mózgów wielu zwierząt. Cajl dwukrotnie zanurzał swoje próbki w roztworach dwuchromianu potasu i amoniaku, a następnie zanurzał je w azotanie srebra. Przy pomocy dokładniejszego mikroskopu doszedł do wniosku, że mózg rzeczywiście składa się z komórek i przekonał innych, że tak właśnie jest podczas konferencji w 1889 roku. Doprowadziło to do uznania doktryny neuronowej przez wszystkich lekarzy. Cajal i Golgi w 1906 roku otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii.
3. Komórki nerwowe i komórki glejowe
Mózg ludzki jest najbardziej złożoną strukturą we wszechświecie złożony z setek miliardów komórek ułożonych w uporządkowany sposób. Waga mózgu to 1,5 kilograma. Ludzki organ układu nerwowego posiada tylko dwa rodzaje komórek.
- neurony (komórki nerwowe) są odpowiedzialne za wysyłanie i przetwarzanie informacji,
- komórki glejowe, które zajmują się funkcjami łączenia, komórek glejowych jest 10 razy więcej niż neuronów.
3.1 Neurony występują w różnych kształtach i rozmiarach.
Jednakże można je podzielić na trzy typy w zależności od pełnionej funkcji:
- neurony czuciowe zajmują się przenoszeniem informacji z narządów zmysłów do mózgu,
- neurony ruchowe przekazują informacje polecenia do mięśni i narządów,
-interneurony przekazują informacje między neuronami.
Pomimo różnych kształtów, jakie przyjmują neurony to, jednak można wyróżnić kilka podstawowych cech. Neurony możemy podzielić na kilka części, z których każda spełnia różne funkcje.
Dendryt – w wolnym tłumaczeniu z greki nazwa ta pochodzi od słowa dendrom co oznacza drzewo. Są to wystające i rozgałęziające się projekcje wyrastające z ciała komórki. Dendryt jest elementem, „wyjściowym” neuronu jego zadaniem jest przetwarzanie i odbieranie słów płynących z innych neuronów.
Ciało komórki – jej zadaniem jest przetworzenie sygnałów odbieranych z dendrytów i wykrystalizowanie danych wyjściowych. Ciało komórki zawiera jądro wypełnione, DNA jest to długa cząsteczka zajmująca się synteza tysięcy białek powodująca funkcje komórki. Wszystkie neurony posiadają unikalną kombinację genów, która nadaje mu szczególne cechy.
Akson – jest to pojedyncze włókno wychodzące z neuron. Jest on odpowiedzialny za przekazywanie sygnałów elektrycznych, które powstają w początkowych segmentach aksonu. Impuls elektryczny jest przekazywany z ciała komórki do innych komórek. Wiele włókien nerwowych jest zmeliorowanych wyglądem przypominają kiełbaski. Kolejne kiełbaski są oddzielenie przerwą w mieliźnie, te przerwy to przewężenie Ren Wiera
Synapsy – mają one za zadanie zbierać i integrować informacje, które są przesyłane wzdłuż aksonu i przekazywane za pomocą synaps do innych neuronów. Neurony przylegają do siebie w części presynaptycznej do części postsynaptycznej obie te części rozdzielane są przez szczelinę synaptyczną. Końcówka presynaptyczna zawiera owinięte błoną paczuszki (pęcherzyki synaptyczne), która jest wypełniona cząsteczkami neuroprzekaźników. Dzięki impulsowi elektrycznemu pęcherzyki opróżniają swoją zawartość do szczeliny synaptycznej. Neuroprzekaźnik wchłania, się dzięki błonie postsynaptycznej, co powoduje wytworzenie się impulsu elektrycznego w neuronie postsynaptycznym.
3.2 Komórki glejowe
Mózg ludzki oprócz neuronów składa się z komórek glejowych różnią się tym, że nie wytwarzają impulsów elektrycznych. Neuroglej odkrył w 1956 roku Rudolf Virchow. Nawał je glejem, czyli z greckiego klejem. Uznał on glej za pasywną tkankę podtrzymującą sieci neuronalne. Glej chroni i odżywiania neurony. Komórki glejowe są klasyfikowane według ich kształtu i funkcji. Możemy, więc wyróżnić w ośrodkowym układzie nerwowym
-oligodendrocyty,
-astrocyty,
-komórki wyściółki,
- mikrogiel.
Natomiast w obwodowym układzie nerwowym możemy wyróżnić komórki Schwanna i komórki satelitarne. Współcześnie komórki glejowe są podejrzewane o rozwój mózgu jego funkcjonowanie i choroby oraz przetwarzanie informacji przez mózg. Mózg zawiera kilka typów komórek glejowych, z których każda jest odpowiedzialna za różne funkcje.
Astrocyty – mają kształt gwiazdy, znajdują się one w przestrzeni wokół neuronów. Mają za zadanie:
-dostarczyć neuronom składniki odżywcze,
- regulować ich skład chemiczny,
- przetwarzać informacje.
Komórki wyściółki – mają one za zadanie
- wytworzyć płyn mózgowo – rdzeniowy,
- wyścielić komory mózgowe,
- komórki te mają liczne mikrokosmki (włoski) które pomagają w krążeniu płynu mózgowo – rdzeniowego.
Oligodedrocyty – znajdują się wyłącznie w ośrodkowym układzie nerwowym. Oligondrecyty biorą udział wytwarzaniu osłonki mielinowej, która otacza akson. Składają się one z jądra komórkowego otoczonego ciasną warstwą cytoplazmy. Mają one niewiele wypustek w porównaniu do astrocytów. Znajdują się one głównie wśród aksonów. Zajmują się one wytwarzaniem osłonki mielinowej.
Mikroglej – to około 10% wszystkich komórek ośrodkowego układu nerwowego. Jest odpowiedzialny za obronne immunologiczną. Stanowi on istotną rolę w normalnym funkcjonowaniu neuronów w zdrowym mózgu. Ma za zadanie monitorować swoje otoczenie, znajduje on najmniejsze zmiany neurologiczne, takie jak zniszczone neurony albo drobnoustroje chorobotwórcze. Mikroglej ma różny kształt w zależności od obszaru mózgu, w którym się znajdują. Zadaniem mikrogleju jest ochrona układu nerwowego oraz utrzymanie jego homeostazy. Stanowi również nie tylko funkcje ochronne, ale również oczyszczające. Gdy wypustka odnotuje obecność ciała obcego wirusa lub bakterie, uszkodzonej komórki bądź fragment DNA następuje aktywacja komórki mikrogleju. Zachodzi tzw. fagocytoza polega on na tym, że wypustki otaczają napotkany materiał usuwając potencjonalne niebezpieczeństwo
Komórki Schwanna – są to komórki glejowe obwodowego układu nerwowego. Zajmują się wspieraniem przewodzenia impulsów elektrycznych, rozwojem i regeneracją aksonów. Tworzą one osłonkę mielinową nerwów obwodowych. Następuje to wskutek otoczenia fragmentu aksonu przez ciało komórek Schwanna.
Komórki satelitarne – otaczają pojedynczych ciała komórek, które tworzą zwoje obwodowego układu nerwowego. Można je zaobserwować w zwojach czuciowych, współczulnych i przywspółczulnych. Ich główną funkcją jest ochrona astrocytów, regulują stężenie jonów w przestrzeni między komórkowej, a także posiadają. Różnorakie receptory.
4. Impuls nerwowy
Sygnały elektryczne wytwarzają neurony. Sygnały te przemieszczają się, wzdłuż włókien nazywane są one impulsami nerwowymi lub potencjałem czynnościowym. Neurony mogą wytwarzać tysiące impulsów elektrycznych na sekundę. Neurony umożliwiają komunikacje między sobą oraz resztą ciała. Błona komórkowa odpowiada za właściwości elektryczne neuronów, składa się ona z dwóch warstw oddzielonych niewielką szczeliną. Membrana pełni rolę, kondensatorów przechwytując ładunki elektryczne w postaci jonów (atomów naładowanych dodatnio lub ujemnie) oraz rezystora, który blokuję przepływ prądu. Kiedy neuron jest w stanie spoczynku na powierzchni błony tworzy się chmura jonów naładowanych ujemnie, a na zewnątrz dodatnio. Wnętrze błony jest naładowane ujemnie w stosunku do otoczenia.
5. Budowa mózgu
W skład mózgu wchodzą dwie półkule, które odbierają informacje z przeciwnej strony ciała. Kora mózgowa pokrywa zarówno lewą jak i prawą półkule. Kora mózgowa dzieli się na cztery odpowiedzialne za różne funkcje płaty. Głębokie szczeliny (bruzdy) oddzielają od siebie płaty. Wyróżniamy:
Płat czołowy – jest odpowiedzialny za skomplikowane funkcje umysłowe takie jak:
- rozumowanie,
- podejmowanie decyzji,
-odpowiedz i plan za obszarów ruchowych, które są odpowiedzialne za ruchy dobrowolne.
Płat ciemieniowy – odpowiada za doznania sensoryczne to znaczy, że przekazuje informacje dotykowe z ciała, kształtuje świadomość przestrzenną, czyli zorientowanie w przestrzeni.
Płat skroniowy – odpowiada za informacje z uszu oraz rozumienie mowy, w jego skład wchodzi hipokamp, który jest odpowiedzialny za tworzenie wspomnień, oraz za orientacje przestrzenną.
Płat potyliczny – odpowiada za przetwarzanie i interpretowanie informacji wzrokowych. Pod korą są usytuowane duże skupiska neuronów. W samym środku mózgu znajduje się wzgórze.
Wzgórze jest odpowiedzialne za przekazywanie informacji z narządów zmysłu do odpowiednich obszarów mózgu. Wokół wzgórza usytuowane są jądra podstawy, kontrolują one ruchy dobrowolne. Pod korą znajduje się, również tzw. układ limbiczny jest on ewolucyjnie pierwotny, jest on często nazywany „gadzim mózgiem” uczestniczy on w sytuacjach związanych z emocjami oraz nagrodami i motywacjami. Znajduje się również tam hipokamp i ciało migdałowate – struktury odpowiedzialne za pamięć. Na szczycie pnia mózgu znajduje się śródmózgowie, które kontroluje ruchy gałek ocznych i jest głównym źródłem dopaminy i melatoniny (neuroprzekaźników). Śródmózgowie ze względu na swoją barwę nazywane jest istotą czarną. W górnej części, rdzenia kręgowego znajduje się tyłomózgowie, które składa się z trzech struktur, razem tworzą one pień mózgu. Dolna część pnia mózgu nazywana jest rdzeniem przedłużonym kontroluje ważne funkcje mimowolne, takie jak oddychanie i bicie serca, jest powiązane z pobudzeniem. W skład tyłomózgowia wchodzi jeszcze most łączący korę mózgową i rdzeń mózgowy oraz móżdżek, który jest odpowiedzialny za kontrolowanie równowagi i koordynowanie ruchu. Móżdżek bierze również udział w emocjach i procesach myślowych.
6. Budowa rdzenia kręgowego
Rdzeń kręgowy składa się z milionów włókien nerwowych, które przekazują informacje między mózgiem a ciałem w tę i z powrotem. Struktura ta chroniona jest przez kręgosłup. Może on, samodzielnie bez żadnych poleceń mózgu wykonywać czynności np. odpowiada za odruch kolanowy. Rdzeń kręgowy podzielony, jest na segmenty, a nerwy wychodzą w uporządkowany sposób.
Bibliografia
Todd W. Vanderah, Douglas J. Gould, Mózg człowieka. Anatomia czynnościowa, Urban & Partner. Wrocław 2022, Moheb Costandi, Mózg. 50 idei które powinieneś znać, Państwowe Wydawnictwa Naukowe PWN SA. Warszawa 2022, s. 50
Gabriela Weronika Przystupa
