Ćwiczenie 5 Cechy czynności odruchowej. Odruchy rdzeniowe.

Transkrypt

1 Ćwiczenie 5 Cechy czynności odruchowej. Odruchy rdzeniowe. Zagadnienia teoretyczne 1.Definicja odruchu elementy łuku odruchowego. 2. Motoneuron jako wspólna końcowa droga impulsów nerwowych. 3. Podział odruchów i kryteria tego podziału. 4. Cechy czynności odruchowej (wg Sherringtona). 5. Czas odruchu. Zjawisko rekrutacji. 7. Promieniowanie, hamowanie antagonistyczne, indukcja. 8. Zjawisko sumowania w ośrodkach. Sumowanie czasowe i przestrzenne. 9. Pojęcia: salwa i seria (ciąg) impulsów. Zjawisko konwergencji i dywergencji w ośrodkowym układzie nerwowym. 10. Zjawisko okluzji i frędzli podprogowej jako przykład sumowania przestrzennego. 11. Pojęcie bezwładności procesu pobudzenia ośrodkowego. Efekty następcze i zamknięte pętle ciągłego pobudzenia. 12. Fizjologia synapsy nerwowej. Budowa synapsy. Opóźnienie synaptyczne. 13. Zjawiska elektryczne w synapsie nerwowej. Potencjały miniaturowe. Prepotencjał. Pobudzeniowy potencjał postsynaptyczny (EPSP). Hamulcowy potencjał postsynaptyczny (IPSP). Fizyczna i fizjologiczna charakterystyka potencjału somatodendrytycznego (SD) oraz potencjału wzgórka aksonu (IS). 14. Budowa rdzenia kręgowego 15. Prawo Bella i Magendiego podać skład i pochodzenie korzonków przednich i tylnych. 16. Czynność odruchowa rdzenia kręgowego (odruchy odcinkowe i międzyodcinkowe, odruchy ekstero- i proprioreceptywne zgięcia i prostowania, odruch wahadłowy, drapania, figury diagonalne). 17. Cechy odruchów proprioreceptywnych. 18. Proprioreceptory (rodzaje, budowa wrzecionka mięśniowego, włókna ekstra- i intrafuzalne). 19. Mechanizm napięcia mięśniowego (tonus mięśniowy). 20. Neurony rdzenia kręgowego (motoneurony, interneurony, komórki Renshawa). Ćwiczenia praktyczne 1. Obserwacja zjawisk wstrząsu rdzeniowego na żabie rdzeniowej. 2. Wykazanie odruchowego napięcia mięśniowego (tonusu) na żabie rdzeniowej doświadczenie Brondgeesta. 3. Odruch zgięcia (odciągania łapki). Obserwacja promieniowania odruchu i wyładowań następczych oraz rekrutacji. 4. Oznaczanie czasu odruchu metodą Türcka. 5. Odruch ścierania.

2 ODRUCH - JEDNOSTKA FUNKCJONALNA OUN Odruch reakcja efektora na bodziec, zachodząca za pośrednictwem ośrodkowego układu nerwowego (OUN). Integracja sprzężenie czuciowo-ruchowe

3 BUDOWA ŁUKU ODRUCHOWEGO Receptor Protoneuron neuron czuciowy Ośrodek (tu integracja odruchu) Motoneuron neuron ruchowy Efektor

4 PODZIAŁ ODRUCHÓW Ze względu na rodzaj receptora: Proprioreceptywne (receptor leży w efektorze; receptory własne mięśni) Eksteroreceptywne (receptor obcy; wszystkie receptory skórne) Interoreceptywne (receptor w ścianie narządu wewnętrznego) Ze względu na poziom integracji: Rdzeniowe (integracja w 1 odcinku rdzenia) Podkorowe (integracja ponad rdzeniem kręgowym: rdzeń przedłużony, śródmózgowie, kresomózgowie) Korowe (integracja w wyższych piętrach OUN) Ze względu na ilość synaps w łuku odruchowym: Monosynaptyczny (1 synapsa + 2 neurony: protoneuron i motoneuron) Oligosynaptyczny (kilka synaps; między proto- a motoneuronem znajduje się niewielka liczba neuronów pośredniczących - interneuronów) Polisynaptyczny (wiele synaps; między proto- a motoneuronem znajduje się duża liczba interneuronów)

5 PODZIAŁ ODRUCHÓW Ze względu na rodzaj efektora: Somatyczne (efektorem jest mięsień poprzecznie prążkowany) Wegetatywne: trzewnoruchowe (efektor mięsień gładki) wydzielnicze (efektor gruczoł) Ze względu na znaczenie biologiczne, np. na: Pokarmowe Obronne Seksualne Eksploracyjne

6 Cechy czynności odruchowej według Sherringhtona POŚREDNIOŚĆ pośrednictwo OUN, miejsce pobudzenia jest oddalone od miejsca reakcji w przestrzeni i w czasie JEDNOKIERUNKOWOŚĆ PRZEWODZENIA prawo Bella-Megendiego: rdzeń kręgowy przewodzi tylko w jednym kierunku: od korzonków tylnych do korzonków przednich CZAS ODRUCHU (LATENCJA) latencja - czas utajonego pobudzenia, opóźnienie reakcji w stosunku do działającego bodźca efekty następcze utrzymanie się reakcji po zakończeniu działania bodźca bodziec reakcja latencja efekty następcze

7 Efekty następcze efekty następcze powstają w wyniku krążenia impulsów w zamkniętych pętlach pobudzenia Czemu odruch jednak wygasa? Bo są neurony hamujące (1/3 wszystkich w OUN jest GABAergiczna), a w rdzeniu są glicynowe, hamujące komórki Renshawa zwrotnie hamujace motoneurony

8 Cechy czynności odruchowej według Sherringhtona KONWERGENCJA I DYWERGENCJA konwergencja zbieżność pobudzenia motoneuron otrzymuje pobudzenie z wielu neuronów dywergencja (rozbieżność) rozchodzenie się stanu pobudzenia (zwiększanie liczby pobudzonych neuronów) np. skrzyżowany odruch wyprostny

9 Cechy czynności odruchowej według Sherringhtona SUMOWANIE POBUDZEŃ W CZASIE I PRZESTRZENI w czasie - seria Pobudzenia docierają do komórki z tego samego neuronu. Jeżeli do komórki pobudliwej docierają bodźce podprogowe w takich odstępach czasu, że depolaryzacja wywołana każdym kolejnym bodźcem nakład się (sumuje) na zmiany wywołane bodźcem poprzednim, możliwe jest przekroczenie wartości potencjału krytycznego. w przestrzeni - salwa salwa synchroniczna salwa niesynchroniczna Gdy do komórki pobudliwej docierają pobudzenia podprogowe z wielu synaps jednocześnie sumowanie tych pobudzeń zachodzi w ciele komórki

10 Cechy czynności odruchowej według Sherringhtona REKRUTACJA rozchodzenie się pobudzenia na inne neurony w obrębie jednego ośrodka, zjawisko oparte na dywergencji. Efektem może być zwiększenie reakcji. PROMIENIOWANIE rozchodzenie się pobudzenia po ściśle określonych drogach do innych ośrodków ruchowych (np. skrzyżowany odruch wyprostny pobudzenie zginaczy przy zahamowaniu prostowników)

11 Cechy czynności odruchowej według Sherringhtona SUMOWANIE STANU POBUDZENIA W WARUNKACH OKLUZJI I FRĘDZLI PODPROGOEJ zachodzi wtedy gdy dwa ośrodki maja część wspólna A B A 1 B 1 FRĘDZLA PODPROGOWA pob. progowe pob. podprogowe A + B = 2 ale w praktyce: (A + B) = 3 Komórka 2 ma wyższy próg pobudliwości od komórek 1 i 3, neurony A i B, pobudzone osobno, nie wyładowują wystarczająco intensywnie. Efekt komórka 2 nie osiąga progu pobudliwości. Natomiast jeśli neurony A i B pobudzone są jednocześnie, to pobudzenia te sumują się na neuronie 2 i wówczas osiąga on próg pobudliwości. A więc: efekt większy od spodziewanego

12 Cechy czynności odruchowej według Sherringhtona OKLUZJA A B pob. progowe pob. podprogowe Jeżeli neurony A i B wyładowują wystarczająco intensywnie i jeżeli każdy neuron pobudza dwa inne, to przy jednoczesnym pobudzeniu A i B spodziewalibyśmy się pobudzenia łącznie 4 neuronów. Jednak w praktyce strefy pobudzenia neuronów A i B zachodzą na siebie, przez co pobudzane są przez nie łącznie nie 4, a 3 neurony. Efekt jest niższy od spodziewanego. A 2 B 2 A + B = 4 ale w praktyce: (A + B) = 3 Okluzja sumowanie pobudzeń w strefie pobudzenie progowego. Efektem jest zmniejszenie reakcji odruchowej.

13 BUDOWA RDZENIA KRĘGOWEGO szyjny piersiowy lędźwiowy krzyżowy guziczny (Co1) Rdzeń kręgowy jest filogenetycznie najstarszą częścią OUN. Zachowuje organizację metameryczną. Segmenty rdzenia w zależności od położenia zaliczane są do jednego z pięciu odcinków. Jest strukturą o ograniczonej autonomii niektóre odruchy integrowane na jego poziomie mogą być tłumione przez wyżej położone elementy np. przez korę mózgową. Położony jest w kanale kręgowym i otoczony oponami (miękka, pajęczynówka i twarda). U dorosłego człowieka ma ok. 45 cm i rozciąga się od otworu wielkiego czaszki do drugiego kręgu lędźwiowego. Kształt podłużny, grzbietobrzusznie spłaszczony, średnica ok. 1 cm. W miejscu w którym z rdzenia kręgowego wychodzą nerwy unerwiające kończyny widoczne są zgrubienia: szyjne (C 5 - Th 1 ) lędźwiowe (L 1 S 2 ) Z rdzenia kręgowego wychodzi 31 par nerwów rdzeniowych.

14 odcinek BUDOWA WEWNĘTRZNA RDZENIA KRĘGOWEGO Istota biała otacza istotę szarą. Istota szara tworzy SZNURY (przedni, boczny i tylny) Istotę szarą tworzą SŁUPY ROGI (przednie, boczne, tylne) Słupy (ośrodki) Sznury (drogi rdzenia) W rogach brzusznych skupienia komórek RUCHOWYCH (motoneuronów); Rogi grzbietowe odbierają i przekazują impulsy CZUCIOWE; W rogach bocznych skupienia komórek tworzą jądro pośrednio-boczne dające początek przedzwojowym włóknom sympatycznym oraz jądro pośrednioprzyśrodkowe dające początek przedzwojowym włóknom parasympatycznym

15 PRAWO BELLA-MAGENDIEGO W korzeniach tylnych (grzbietowych) przebiegają głównie włókna czuciowe, w korzeniach przednich (brzusznych) głównie włókna ruchowe. Sznury utworzone są z dróg nerwowych: w sznurze przednim i bocznym przebiegają drogi ruchowe i czuciowe; w sznurze tylnym przebiegają tylko drogi czuciowe

16 FUNKCJE RDZENIA KRĘGOWEGO odruchowa (zawiera ośrodki odruchów integrowanych na poziomie rdzenia) przewodzenia (jest miejscem przebiegu wielu dróg nerwowych do- i odśrodkowych) Ośrodki odruchowe rdzenia kręgowego 1. somatyczne zlokalizowane w rogach przednich na całej długości rdzenia kręgowego; w ośrodkach tych integrowane są cztery podstawowe kategorie reakcji obronnych: odruch proprioreceptywny eksteroreceptywny odruch zgnięcia skrzyżowany odruch wyprostny figury diagonalne

17 ODRUCH PROPRIORECEPTYWNY Jest to odruch, w którym receptor wrzeciono nerwowo-mięśniowe, znajduje się w efektorze (mięśniu szkieletowym); jest odruchem tworzącym napięcie mięśniowe; bodziec adekwatny grawitacja. Napięcie mięśniowe: Jest to tonicznie utrzymujący się (ciągły i długotrwały) skurcz izometryczny o niewielkim natężeniu Znaczenie: jest podstawą postawy i ruchu przeciwdziała wszechobecnej sile ciężkości utrzymuje stałą długość mięśnia dostosowuje siłę mięśnia do jego obciążenia zasila informacyjnie OUN W mięśniach szkieletowych występują dwa rodzaje włókien mięśniowych: EKSTRAFUZALNE (efektor) posiadają jednolitą budowę na całej długości i przyczepione są obydwoma końcami do ścięgien; INTRAFUZALNE (receptor) posiadają wrażliwe na rozciąganie zakończenie pierścieniowo-spiralne; Włókna te skupione są w pęczki tworząc WRZECIONO NERWOWO-MIĘŚNIOWE

18 ODRUCH PROPRIORECEPTYWNY ODRUCH PROPRIORECEPTYWNY: jest monosynoptyczny jest dwuneuronowy cechuje go najkrótszy czas odruchu nie występuje w nim zjawisko rekrutacji oraz efekty następcze jest toniczny i niskoenergetyczny M włókno ekstrafuzalne (zwykłe) W włókno intrafuzalne ( z narządem pierścieniowo spiralnym, który jest receptorem) Pobudzone na skutek rozciągania receptory przekazują impulsy włóknami typu Ia do odpowiednich ośrodków w rogach przednich rdzenia kręgowego. Stamtąd motoneuronem α (należącym do włókien typu Aα) pobudzenie dociera do włókien ekstrafuzalnych powodując ich skurcz izometryczny i tym samym zwiększając napięcie mięśnia. motoneuron - unerwia boczne, prążkowane części włókien intrafuzalnych, (uwrażliwienie receptora) otrzymuje impulsację głównie z układu siatkowatego (drogą siatkowato-rdzeniową) a także z receptorów skórnych (silne bodźce dotykowe i termiczne); poprzez motoneuron odbywa się regulacja napięcia mięśniowego

19 ODRUCH ZGIĘCIA Odruch obronny polegający na zgięciu kończyny pod wpływem bodźca uszkadzającego (nocyceptywnego). Jest eksteroreceptywny, oligosynaptyczny, odcinkowy. Jednocześnie hamowane są prostowniki tej kończyny Hamowanie antagonistyczne hamowanie mięśni antagonistycznych do aktualnie pracujących z eksteroreceptora do zginacza do prostownika

20 SKRZYŻOWANY ODRUCH WYPROSTNY Odruch obronny polegający na zgięciu kończyny pod wpływem bodźca uszkadzającego (nocyceptywnego) z jednoczesnym wyprostem przeciwstronnej kończyny. Jest eksteroreceptywny, oligosynaptyczny, odcinkowy.

21 SKOORDYNOWANY RUCH CZTWRECH KOŃCZYN FIGURY DIAGONALNE Kolejność angażowania kończyn w zależności od miejsca działania bodźca; związany z rekrutacją i promieniowaniem pobudzenia - odruch międzyodcinkowy Generator naprzemiennych ruchów lokomotorycznych w rdzeniu u zwierząt niższych

22 Jak wykazać, że dana czynność ma charakter odruchowy? Deaferentacja (przecięcie korzonków czuciowych, grzbietowych, tylnych rdzenia kręgowego). Jeżeli wówczas reakcja zaniknie, to świadczy to o jej odruchowym charakterze.

23 Ośrodki odruchowe rdzenia kręgowego 2. autonomiczne zlokalizowane na całej długości rdzenia kręgowego. część współczulna (piersiowo-lędźwiowa) II-rzędowy ośrodek sercowy (C 8 - Th 2 ) pobudza akcję serca ośrodek oskrzelowo-płucny (Th 3 - Th 5 ) - rozszerza drogi oddechowe przy zwiększonym wysiłku rzęskowy ośrodek rdzeniowy (C 8 - Th 2 ) - reguluje szerokość źrenicy i wielkość szpary powiekowej. Uszkodzenie: Triada Hornera (3 objawy) zwężenie źrenicy (miosis), opadanie powieki (ptosis), zapadanie się gałki ocznej (endophtalmus) ośrodki naczynioruchowe ośrodki włosoruchowe ośrodki gruczołów potowych część przywspółczulna (czaszkowo-krzyżowa) metamerycznie C 8 - L 2 część czaszkowa układu parasympatycznego zawiera ośrodki odruchowe nerwów czaszkowych: III, VII, IX i X część krzyżowa rdzenia kręgowego ośrodek mikcji (zapewniający automatykę pęcherza) ośrodek defekacji (zapewniający automatykę odbytnicy) ośrodek erekcji ośrodek ejakulacji

24 DROGI RDZENIA KRĘGOWEGO 1. drogi krótkie, kojarzeniowe, podstawowe (w obrębie rdzenia kręgowego); 2. drogi długie, projekcyjne - wstępujące (czuciowe) i zstepujące (ruchowe); DROGI WSTĘPUJĄCE Są to drogi czuciowe, trójneuronowe. Pierwszy neuron to protoneuron, drugi (interneuron) leży w rdzeniu kręgowym albo rdzeniu przedłużonym, trzeci neuron leży we wzgórzu. DROGA RDZENIOWO-WZGÓRZOWA PRZEDNIA przewodzi dotyk protopatyczny (dotyk jakościowy: ciepło-zimno, sucho-mokro itp.); jest drogą skrzyżowaną przechodzi na przeciwną stronę rdzenia natychmiast po wniknięciu do niego (w tym samym segmencie); DROGA RDZENIOWO-WZGÓRZOWA BOCZNA przewodzi czucie bólu i temperatury; droga skrzyżowana; DROGA RDZENIOWO-OPUSZKOWA przewodzi dotyk epikrytyczny (dotyk ilościowy: ciepłocieplej, mokro-bardziej mokro itp.) oraz czucie głębokie uświadomione; jest drogą nieskrzyżowaną przechodzi na przeciwną stronę powyżej rdzenia kręgowego; tworzy pęczki: smukły unerwienie kończyn dolnych i klinowaty unerwienie kończyn górnych; DROGA RDZENIOWO-MÓŻDŻKOWA TYLNA (nieskrzyżowana) I PRZEDNIA (skrzyżowana) przewodzą czucie głębokie nieuświadomione (proprioreceptywne);

25 DROGI RDZENIA KRĘGOWEGO DROGI ZSTĘPUJĄCE Są to drogi ruchowe, dwuneuronowe. Pierwszy neuron leży w korze ruchowej lub ośrodkach układu pozapiramidowego, drugi neuron to motoneuron. DROGI PIRAMIDOWE DROGA KOROWO-RDZENIOWA BOCZNA stanowi około 95% dróg korowo-rdzeniowych; jest drogą skrzyżowaną; jej mielinizacja kończy się ok. 2 roku życia; DROGA KOROWO-RDZENIOWA PRZEDNIA droga nieskrzyżowana; stanowi około 5% dróg korowych; DROGI POZAPIRAMIDOWE ( nazwy tych dróg pochodzą od jąder motorycznych pnia mózgu) DROGA PRZEDSIONKOWO-RDZENIOWA DROGA CZERWIENNO-RDZENIOWA DROGA NAKRYWKOWO-RDZENIOWA DROGA SIATKOWATO-RDZENIOWA DROGA OLIWKOWO-RDZENIOWA

26 Objawy całkowitego przecięcia rdzenia kręgowego: Uszkodzenie od C1 do C4 powoduje natychmiastową śmierć (odcięcie impulsacji do nerwu przeponowego) Po uszkodzeniach segmentów dalszych poniżej przecięcia występuje wstrząs rdzeniowy: całkowite i trwałe porażenie ruchowe - przy uszkodzeniach C5 do Th1 - tetraplegia (4 porażone kończyny) przy uszkodzeniach poniżej Th2 - paraplegia (porażenie kończyn dolnych) całkowita i trwała utrata czucia trzewnego i somatycznego czasowe zniesienie odruchów rdzeniowych: brak napięcia mięśniowego brak odruchów ścięgnowych, podeszwowych, zgięcia brak autmatyzmu pęcherza i odbytnicy rozszerzenie naczyń skórnych, zniesienie wydzielania potu czas trwania wstrząsu: żaba - kilka minut, człowiek - kilka tygodni

27 Po zakończeniu okresu wstrząsu następuje powrót odruchowej czynności rdzenia: powrót napięcia mięśniowego powrót odruchów zgięcia i wyprostnych pojawienie się patologicznego odruchu Babińskiego powrót automatyzmu pęcherza i odbytnicy (bez możliwości kontroli) pojawienie się odruchu masowego (umiarkowane podrażnienie kończyny powoduje zgięcie obu kończyn, opróżnienie odbytnicy i pęcherza oraz poty) Przyczyną objawów wstrząsu rdzeniowego jest nagłe usunięcie wpływów modyfikujących z wyższych pięter OUN. Wstrząs nie jest spowodowany samym przecięciem włókien rdzeniowych, gdyż powtórzenie przecięcia nie wywołuje powtórnie wstrząsu rdzeniowego. Nie wywołuje go również długotrwały proces chorobowy prowadzący do zniszczenia tkanki rdzenia.

28 Objawy połowiczego przecięcia rdzenia (zespół Brown-Sequarda) poniżej przecięcia zanika: po stronie uszkodzenia - czucie głębokie (uświadomione) po stronie przeciwnej - czucie bólu i temperatury czucie dotyku jest obustronnie upośledzone objawom zaburzeń czucia towarzyszy paraliż jednostronny, homolateralny (monoplegia) w wyniku przecięcia dróg piramidowych. Droga rdzeniowo-opuszkowa (nieskrzyżowana) Droga rdzeniowo-wzgórzowa (skrzyżowana) Drogi ruchowe (piramidowa i pozapiramidowe)

29 ODRUCHY KLINICZNE Odruch kolanowy L2-L Odruch z bicepsa C5-C6 Odruch tricepsa C6-C8 Odruch ze ścięgna Achillesa L5-S2

30 Odruchy kliniczne: odruch Babińskiego Pozytywny odruch Babińskiego u dorosłych jest patologią, świadczy o uszkodzeniu dróg piramidowych. U dzieci do 2-go roku życia fizjologiczny, wynika z niedostatecznej mielinizacji tych dróg. Pozytywny Negatywny