Tkanka nerwowa Centralny układ nerwowy

Transkrypt

1 Tkanka nerwowa Centralny układ nerwowy

2 Układ nerwowy człowieka to najbardziej złożony układ. Tworzy go ponad 100 mln neuronów, którym towarzyszą komórki glejowe, w jeszcze większej ilości. Każdy neuron wytwarza przynajmniej 1000 połączeń z innymi neuronami, tworząc bardzo złożony system komunikacji. Centralny układ nerwowy (CUN) mózg i rdzeń kręgowy Obwodowy układ nerwowy (OUN) włókna nerwowe oraz małe skupiska komórek nerwowych (zwoje nerwowe).

3 Tkanka nerwowa Układ nerwowy - szybkie i precyzyjne komunikowanie się pomiędzy oddalonymi od siebie okolicami organizmu dzięki czynności wyspecjalizowanych komórek gromadzących i przetwarzających informacje oraz wysyłających w odpowiedzi właściwe sygnały. Podstawową jednostką strukturalno-czynnościową jest komórka nerwowa (neuron, neurocyt). Komórki nerwowe opowiadają za bezpośrednie komunikowane się różnych grup komórek Neurony wytwarzają sieć precyzyjnych połączeń mających na celu: zbieranie informacji z receptorów czuciowych przetwarzanie i zapamiętywanie informacji wysyłanie odpowiednich sygnałów do komórek efektorowych Neurony są komórkami postmitotycznymi. Dzielą się jedynie w życiu płodowym, w życiu postnatalnym komórki nerwowe nie dzielą się.

4 Komórka nerwowa (neuron, neurocyt) Dendryty Wypustki protoplazmatyczne Jądro Komórki nerwowe różnią się między sobą wielkością, kształtem, liczbą i długością wypustek oraz ich ukształtowaniem, zawartością organelli komórkowych. Wielkość komórek nerwowych od 10 do 120 µm. Zróżnicowanie kształtu dotyczy wyłącznie ich perikarionów. Ciało neuronu (perikarion) Neuron dwubiegunowy Perikarion Akson Zakończenie aksonu Dłg do 1,5 m Akson (neuron) Przewodzi sygnały do innych komórek Dendryty Neuron rzekomojednobieunowy Gałąź (bocznica) Buławka końcowa Część synapsy Dendryty Perikarion Akson Akson Neuron wielobiegunowy Dendryty Akson Jądro Perikarion

5 Komórka nerwowa ultrastruktura Jądro pęcherzykowe duże okrągłe, ze słabo wybarwiającym się zrębem chromatynowym, z centralnie położonym jąderkiem (wysoka aktywność transkypcyjna) Pęcherzykowe jądro z wyraźnie widocznym jąderkiem Siateczka śródplazmatyczna ziarnista (RER) Zasadochłonne ziarna tigroid (Ziarnistości Nissla). Tigroid występuje w perikarionie i dendrytach, brak we wzgórku aksonalnym i aksonie. Tigroid Aparat Golgiego dobrze rozbudowany (procesy wydzielnicze) Mitochondria w dużej liczbie, zaspakajające zapotrzebowanie na energię Lizosomy liczne ze względu na krótki okres półtrwania błony komórkowej i innych organelli. Cytoszkielet wysoce zorganizowany - konieczność utrzymania unikalnego kształtu komórek (szczególnie aksonów). W jego skład wchodzą: filamenty pośrednie (neurofilamenty). mikrotubule (neurotubule) zorganizowane w sieć umożliwiają transport substancji i organelli w dół (w kierunku synapsy) i w górę aksonu. Tigroid Akson Kom. piramidalne Jądro Lizosomy

6 Wypustki komórek nerwowych dendryty Wypustki protoplazmatyczne dendryty zróżnicowanie dotyczące liczby, długości i szerokości, sposobu odejścia od perikarionu, przebiegu i rozgałęzień. Wspólna cecha podział na coraz drobniejsze rozgałęzienia. Dendryty stanowią bezpośrednią kontynuację neuroplazmy. Ich błona komórkowa to przedłużenie błony komórkowej perikarionu. W cytoplazmie dendrytu obecne RER, wolne rybosomy, mitochondria, lizosomy, neurofilamenty i neurotubule. Dendryty stanowią rozległy obszar synaptyczny neuronu, odbierają dochodzące bodźce i przewodzą je w kierunku ciała neuronu.

7 Wypustki komórek nerwowych - akson Wypustka osiowa (akson, neuryt) zawsze pojedyncza wypustka neuronu. Odchodzi od perikrionu w punkcie zw. podstawą aksonu (wzgórek aksonalny) jest bardzo długą wypustką na całej długości utrzymuje stałą średnicę nie ulega podziałowi na liczne rozgałęzienia oddaje jedynie pojedyncze gałęzi boczne zwane bocznicami, odchodzącymi pod kątem prostym. Dopiero w końcowym odcinku ulega rozgałęzieniu (drzewko końcowe) ograniczona typową błoną cytoplazmatyczną zwaną błoną aksonalną wypełniona jasną, ubogą w organella cytoplazmą (aksoplazma) nieliczne mitochondria, SER, sporadycznie RER oraz wolne rybosomy zawiera neurofilamenty i neurotubule

8 Synapsa chemiczna Komórki nerwowe przeżywają tylko wtedy, gdy wytworzą połączenia synaptyczne. Poprzez synapsy neurony przekazują sygnały. Synapsa - szczególny rodzaj połączenia międzykomórkowego, umożliwia bezpośrednie komunikowanie się komórek. Substancja przekaźnikowa wydzielana w precyzyjnie określonym miejscu przez jedną komórkę i odbierana w podobnie ściśle określonym regionie przez drugą. Akson Mikrotubule Pęcherzyki synaptyczne Powierzchnia błony postsynaptycznej Zgrubienie błony postsynaptycznej Buławka końcowa Neurofilament Mitochondrium Błona presynaptyczna Szczelina synaptyczna Błona postsynaptyczna Dendryty Większość synaps przekazuje informację poprzez uwalnianie neurotransmiterów. Neurotransmiter substancja, która po przyłączeniu się do receptora otwiera lub zamyka kanały jonowe, bądź inicjuje kaskadę przekaźnika drugorzędowego. Neuromodulator chemiczny przekaźnik, który nie działa bezpośrednio na synapsę, ale modyfikuje wrażliwość neuronu na stymulację lub hamowanie synapsy.

9 Synapsa chemiczna Rodzaje połączeń między neuronami: akso-dendrytyczne akso-somatyczne akso-aksoniczne Każdy neuron wytwarza ok

10 Tkanka glejowa centralnego układu nerwowego Tkanka glejowa 10 razy więcej komórek niż komórek nerwowych Glej nabłonkowy ependymocyty (glej wyściółkowy) Glej właściwy Astrocyty: protoplazmatyczne i włókniste Oligodendrocyty Mezoglej (mikroglej) Astrocyty protoplazmatyczne Astrocyty włókniste Oligodendrocyty Mezoglej Oligodendrocyty Mielinizują kilka sąsiednich aksonów w obrębie centralnego układu nerwowego

11 Ośrodkowy (centralny) układ nerwowy Mózgowie mózg, pień mózgu, móżdżek. Rdzeń kręgowy Istota szara zgrupowanie ciał komórek nerwowych i początkowych, pozbawianych mieliny, aksonów. Agregaty ciał komórek nerwowych zamkniętych w istocie białej jądra. Zrąb stanowią głównie astrocyty (protoplazmatyczne), tworzące pilśń nerwową Pomiędzy wypustkami astrocytów - proteoglikany. Oprócz astrocytów obecne oligodendrocyty i komórki mikrogleju. Istota biała nagromadzenie aksonów otoczonych mieliną. Zrąb stanowią astrocyty (głównie włókniste), nieliczne oligodendrocyty i komórki mikrogleju. Nie zawiera ciał komórek nerwowych.

12 Granica pomiędzy istotą białą i istotą szarą Istota biała Przekroje poprzeczne przez włókna nerwowe otoczone mieliną (odpłukana podczas utrwalania) Istota szara Ciała komórek nerwowych i ich wypustki

13 Kora mózgu 1. Warstwa drobinowa Wrzecionowate neurony poziome Aksony i dendryty równolegle do kory 2. Warstwa ziarnista zewnętrzna Neurony piramidalne (aksony ku istocie białej) Neurony ziarniste 3.Warstwa piramidalna Neurony piramidalne (aksony > istota biała, dendryty > w-wa drobinowa) 4. Warstwa ziarnista wewnętrzna małe neurony piramidalne, neurony ziarniste (aksony i dendryty do sąsiednich neuronów, długie dendryty do powierzchni kory). Smuga zewnętrzna 5. Warstwa zwojowa Duże neurony piramidalne (Betza) Małe neurony ziarniste Smuga poprzeczna wewnętrzna 6. Warstwa komórek różnokształtnych Neurony piramidalne małe Neurony wrzecionowate Istota biała

14 Kora móżdżku 1. Warstwa drobinowa Neurony gwiaździste - aksony tworzą synapsy z kom. w. zwojowej. Neurony gwiaździste duże (koszyczkowe) 2. Warstwa zwojowa Neurony gruszkowate Purkinjego. Dendryty > w-wa drobinowa, aksony > istota biała 3. Warstwa ziarnista Małe neurony ziarniste aksony kształt T Neurony ziarniste duże (Golgiego) Neurony poziome dwubiegunowe Istota biała

15 Włókna dochodzące do kory móżdżku Kiciaste z rdzenia kręgowego Pnące z jąder nerwu przedsionkowego

16 Rdzeń kręgowy Rogi przednie: 6 grup jąder zawierających dwa rodzaje neuronów 1. Ruchowe Rogi tylne (grzbietowe): a) Rogi grzbietowo-brzeżne Neurony o średnicy 50µm udział w przekazywaniu i modyfikowaniu bodźców bólowych, cieplnych i dotykowych. b) Tylna część rogu część galaretowata Małe wrzecionowate neurony oddają liczne włókna kojarzeniowe. c) Część brzuszno-środkowa. Zawiera duże neurony wielobiegunowe, Przenoszą i modyfikują impulsy o położeniu przestrzennym. 2. Powrózkowe Aksony neuronów ruchowych unerwiają grupy różnych mięśni szkieletowych. Neurony powrózkowe, małe kom. oddające liczne włókna kojarzeniowe, łączące neurony ruchowe różnych jąder i różnych poziomów rdzenia. Rogi boczne (część pośrednia): Neurony o średniej wielkości. Zawiadują skurczami mięśni gładkich naczyń krwionośnych, mięśni przywłośnych oraz wydzielaniem potu.

17 Opony mózgowo-rdzeniowe Ośrodkowy układ nerwowy otoczony jest włóknistymi błonami oponami mózgowo-rdzeniowymi. Opona miękka Jama podpajęczynówkowa Naczynia wnikające do mózgu Opona twarda najbardziej zewnętrzna Pajęczynówka leżąca pośrednio Opona miękka, pokrywająca powierzchnię mózgowia i rdzenia kręgowego, dopasowując się do ich kształtu. Przestrzeń okołonaczyniowa Opony oddzielają od siebie: jama podtwardówkowa i jama podpajęczynówkowa.

18 PŁYN MÓZGOWO-RDZENIOWY Produkowany w ilości ok. 14 do 36 ml/h, wymiana całkowita jego objętości 4 5 razy dziennie. Jest wodnistą, przejrzystą, lekko alkaliczną cieczą. Jego ciśnienie osmotyczne zbliżone do ciśnienia osocza krwi. Funkcja: Ochronna, jako układ amortyzujący wstrząsy mechaniczne Ochrona przed wzrostem ciśnienia wewnątrzczaszkowego Wymiana między tkankami CUN a płynem (mechanizm mało znany) BARIERA KREW-PŁYN MÓZGOWO-RDZENIOWY Utrzymuje chemiczną stabilność płynu. 1. Śródbłonek ciągły naczyń splotu naczyniówkowego 2. Komórki nabłonka sześciennego z połączeniami zamykającymi

19 Bariera krew-mózg Opona miękka Stopka końcowa okołonacyniowa Makrofag Naczynie włosowate Stopka końcowa pod oponą miękką Astrocyt Powierzchnia mózgu Błona podstawna Mielina Oligodendrocyt Astrocyty układające się nabłonkowo na powierzchni mózgu tworząc błonę glejową graniczą powierzchowną Tworzenie wypustek zakończonych płytką stopka ssąca, na powierzchni naczynia Połączenia zmykające pomiędzy komórkami śródbłonka Obecność makrofagów w przestrzeni okołonaczyniowej Komórka mikrogleju Neuron Astrocyt Komórka mikrogleju 1. Śródbłonek naczyń włosowatych ciągły, bez okienek, z połączeniami zamykającymi 2. Błona podstawna ciągła 3. Komórki mikrogleju (komórki żerne) 4. Komórki makrogleju i oligodendrocyty Komora Ependyma Brak bariery: podwzgórze obszar guza popielatego lejek tylny płat przysadki dno komory IV szyszynka

20 Nerwy Zwoje Zakończenia nerwowe Obwodowy układ nerwowy Włókna nerwowe wypustki komórek nerwowych. Biegnące w w pęczkach w mózgowiu i rdzeniu kręgowym nazywamy drogami lub traktami. Pęczki włókien w obwodowym układzie nerwowym nerwy Osłonki włókien nerwowych (mielinę) w OUN tworzą lemocyty oraz tworzą osłonkę neurolemalną. Tkanka glejowa obwodowego układu nerwowego komórki Schwanna, neurolemocyty, lemocyty Lemocyty otaczają mieliną tylko jeden akson Lemocyty Nagi odcinek aksonu

21 Nerwy Nanerwie Onerwie Śródnerwie H-E Pień nerwowy H-E OsO 4

22 Zwój międzykręgowy Komórki satelitarne Komórki pozornie jednobiegunowe

23 Degeneracja i regeneracja tkanki nerwowej Neurony, jako nie dzielące się komórki, podlegają degeneracji Wypustki komórek nerwowych CUN, w ograniczonym stopniu, są regenerowane dzięki zdolności perikarionu do syntezy Włókna nerwów obwodowych regenerują, jeżeli ich perikariony nie są uszkodzone Neurony nie wytwarzające połączeń synaptycznych obumierają transneuronalna degeneracja Komórki glejowe CUN i OUN dzielą się mitotycznie Zmiany w perikarionie po uszkodzeniu włókna Chromatoliza - zanik substancji Nissla, zmiana barwliwości neuroplazmy Wzrost objętości perikarionu Migracja jądra na obwód perikarionu Okolica uszkodzenia Proksymalny i dystalny odcinek aksonu w pobliżu uszkodzenia degeneruje Wzrost aksonu następuje natychmiast po usunięciu przez makrofagi pozostałości po uszkodzeniu Makrofagi produkują IL-1 stymulującą lemocyty do syntezy substancji promujących wzrost nerwu Lemocyty proliferują, układając się w kolumnę droga przebiegu wzrastającego aksonu, aż do narządu efektorowego Kiedy przerwa pomiędzy proksymalnym i dystalnym odcinkiem włókna zbyt duża (amputacja), poprzez wzrost nowego włókna nerwowego może tworzyć się zgrubienie lub nerwiak (neuroma) spontaniczny ból.

24 Zakończenia nerwowe Receptory czucia powierzchniowego odbywa się w nich odbiór działających na nie środowiskowych bodźców fizycznych i chemicznych, ich przetwarzanie i generacja w postaci potencjału receptorowego oraz wzbudzanie potencjału czynnościowego w dochodzących do nich zakończeniach nerwowych. Występują w postaci wolnych zakończeń nerwowych lub wyspecjalizowanych struktur otorbionych (obecność tkanki łącznej). wolne zakończenia nerwowe lub związane ze złożonymi strukturami torebkowymi receptory bodźców bólowych, termicznych i mechanicznych (dotyk, ucisk).

25 Wolne zakończenia nerwowe nagie dendryty neuronów czuciowych Dotykowe zakończenia nerwowe korzeni włosów otaczają je na kształt torebki i wnikają, aż do pochewek wewnętrznych Ciałka (Komórki) Merkla wrażliwe na ucisk Komórka naskórka warstwy kolczystej, do której przylega zakończenie nagiego dendrytu. Komórki Merkla zawierają pęcherzyki i wydzielają neurotransmitery polipeptydowe VIP (aktywny polipeptyd jelitowy), enkefalinę i pankreostatynę.

26 Otorbione zakończenia nerwowe 0,5x2,0 mm Ciałko Meissnera wrażliwe na wibracje małej częstotliwości Brodawki skóry właściwej, nieowłosiona skóra opuszków palców, dłoni, podeszwy, warg, sutków, spojówka Ciałko blaszkowate (Vatera-Pacciniego) Ciałko Krausego wrażliwe na wibracje i położenie przestrzenne sygnału Ciałko Ruffiniego wrażliwe na rozciąganie i ucisk Tkanka podskórna, krezka, torebka stawowa, narządy wewnętrzne. Wrażliwe na wibracje większych częstotliwości. Skóra właściwa, tkanka podskórna, błony śluzowe, torebki stawowe