Komunikacja wewnątrz organizmu

Komunikacja wewnątrz organizmu Układ nerwowy generowanie i koordynacja szybkiej oraz precyzyjnej odpowiedzi Układ hormonalny koordynacja przebiegu i utrzymanie stanu równowagi kontrola funkcji realizowanych przez długi czas Układ krwionośny TRANSPORT hormonów składników odżywczych gazów oddechowych metabolitów ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 1

naczynie krwionośne receptor na tkance docelowej kompleks hormon receptor ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 2

Układ nerwowy DR MAGDALENA MARKOWSKA ZAKŁAD FIZJOLOGII ZWIERZĄT, INSTYTUT ZOOLOGII WYDZIAŁ BIOLOGII, UNIWERSYTET WARSZAWSKI

Budowa komórki zwierzęcej za Chorąży 2011 ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 4

Błona komórkowa Zewnętrzna część Wewnętrzna część ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 5

Błona komórkowa ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 6

Błona komórkowa Cząsteczki fosfolipidów mają polarną (hydrofilną) główkę i hydrofobowy ogon http://www.ib.bioninja.com.au/_media/phospholipid_bilayer_med.jpeg http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/39/phospholipid_tvanbrussel.jpg ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 7

Samoorganizacja micelle liposome http://commons.wikimedia.org/wiki/file:micelle_scheme-en.svg http://commons.wikimedia.org/wiki/file:liposome_scheme-en.svg ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 8

Co to daje http://commons.wikimedia.org/wiki/file:phospholipids_aqueous_solution_structures.svg ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 9

Błona komórkowa http://commons.wikimedia.org/wiki/file:cell_membrane_detailed_diagram_en.svg?uselang=en-gb ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 10

ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 11

ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT Cel układu nerwowego Układ nerwowy ma za zadanie odebrać informacje ze środowiska zewnętrznego i wewnętrznego organizmu, przetworzyć te informacje i odpowiednio zareagować na nie impulsami do narządów wykonawczych 12

Ale jak to działa? ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 13

ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT Sygnały elektryczne Komórki nerwowe wytwarzają sygnały elektryczne zwane potencjałami czynnościowymi Umożliwiają one przenoszenie sygnału z jednej części ciała do drugiej Wytworzenie sygnałów elektrycznych jest możliwe dzięki istnieniu różnicy stężeń jonów pomiędzy zewnętrzna i wewnętrzną częścią błony komórkowej 14

ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT Nerw akson pęczek neuronów naczynia krwionośne nerw 15

ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT dendryty Neuron jądro siateczka endoplazmatyczna akson osłonka mielinowa zakończenie aksonu 16

Neuron ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 17

Rodzaje neuronów neurony Purkiniego motoneuron neuron w siatkówce neuron węchowy ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 18

Rodzaje neuronów ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 19

Neuron ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 20

ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT Mielinizacja Mielina to glikolipid świetna izolacja 21

Polaryzacja błony ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 23

Potencjał czynnościowy ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 24

Po co mielina? ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 25

Skokowe przemieszczanie się potencjału czynnościowego ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 26

ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT Przewodzenie skokowe 27

Potencjał czynnościowy ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 29

Synapsa Potencjał czynnościowy Pęcherzyki synaptyczne Ca 2+ Neurotransmiter Miejsce wiązania neurotransmitera Receptor ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 30

Synapsa Neurotransmiter Receptor Efekt Acetylocholina Nikotynowy Muskarynowy Pobudzenie lub hamowanie Potencjał czynnościowy Glicyna Hamowanie Ca 2+ Pęcherzyki synaptyczne Neurotransmiter Glutaminian AMPA NMDA Kainowy Pobudzenie lub hamowanie GABA GABA A Hamowanie GABA B Miejsce wiązania neurotransmitera Dopamina Hamowanie lub pobudzenie Receptor Noradrenalina I Hamowanie lub pobudzenie ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 31

Synapsa ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 32

Mnogość synaps ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 33

Komórki glejowe Astrocyty - transport substancji odżywczych, rozwój neuronów, regulacja poziomu neurotransmiterów i komunikacji synaptycznej; uszczelnianie bariery krewmózg Mikroglej - funkcje odpornościowe Ependyma Neuron Astrocyty Oligodendrocyty tworzą osłonkę mielinową w OUN Ependyma - wyściełają komory mózgu Komórki Schwanna- wzrost prędkości przekazywania sygnału, regeneracja i wzrost neuronów Copyright 2006 Pearson Education Inc. Publishing as Benjamin Cummings Oligodendrocyt Mikroglej Komórki Schwanna ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 35

ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT Bariera krew-mózg 1. Fizyczna i biochemiczna bariera pomiędzy naczyniami krwionośnymi a tkanką nerwową. 2. Umożliwia wybiórczy transport substancji z krwi do płynu mózgowo-rdzeniowego. 3. Specyficzna budowa śródbłonka naczyń krwionośnych bardzo szczelne połącznia. 4. Astrocyty gęsto oplatają naczynia, dlatego też związki przedostają się z naczyń do płynu mózgowo-nerwowego i komórek nerwowych poprzez astrocyty. 36

Układ nerwowy (II) DR MAGDALENA MARKOWSKA ZAKŁAD FIZJOLOGII ZWIERZĄT, INSTYTUT ZOOLOGII WYDZIAŁ BIOLOGII, UNIWERSYTET WARSZAWSKI

ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT Podział anatomiczny układu nerwowego 1) Ośrodkowy układ nerwowy (zwany też centralnym układem nerwowym) mózg i rdzeń kręgowy 2) Obwodowy układ nerwowy (zwany też peryferycznym układem nerwowym) nerwy: czaszkowe i rdzeniowe zwoje: czaszkowe, rdzeniowe i autonomiczne 38

ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT Podział anatomiczny układu nerwowego Mózg Ośrodkowy UN Obwodowy UN Móżdżek Rdzeń przedłużony Nerwy szyjne Rdzeń kręgowy Nerwy piersiowe Nerwy lędźwiowe Nerwy krzyżowe Część ogonowa Copyright 2006 Pearson Education Inc. Publishing as Benjamin Cummings 39

ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT Organizacja funkcjonalna układu nerwowego Ośrodkowy UN Neuron dośrodkowy Integracja, interpretacja Interneuron Neuron odśrodkowy Obwodowy UN Odbiór Receptory, zmysły Ośrodki integracji informacji Odpowiedź Drogi odśrodkowe Copyright 2006 Pearson Education Inc. Publishing as Benjamin Cummings 40

OŚRODKOWY UKŁAD NERWOWY ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 41

1. Mózg i rdzeń kręgowy otoczone są 3 oponami mózgowymi, które je chronią. Opona miękka jest unaczyniona, tak, aby możliwe było odżywianie tkanki nerwowej. czaszka twarda pajęczynówka miękka opony mózgowe twarda pajęczynówka miękka opony rdzeniowe kręgi rdzeń kręgowy ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 42

1. Między oponami a tkanką nerwową przepływa płyn mózgowordzeniowy (CSF), który: amortyzuje wstrząsy rozprowadza substancje odżywcze odprowadza produkty przemiany materii 2. Płyn mózgowo-rdzeniowy tworzony jest z osocza krwi przez splot naczyniówkowy znajdujący się w układzie komorowym mózgu ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 43

ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT Układ komorowy i CSF Wikipedia 44

bruzda kora zakręt warstwy kory (istota szara) istota biała istota biała aksony ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 45

ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT Ośrodkowy układ nerwowy LEWA PÓŁKULA PRAWA PÓŁKULA kora nadwzgórze wzgórze istota szara ciało modzelowate komory mózgu jądra podstawne podwzgórze istota biała ciało migdałowate 46

1. Mózg obszary odpowiedzialne za myślenie, węch, mowę, wzrok, słuch, ruch ciała płat czołowy płat ciemieniowy płat skroniowy płat potyliczny kora przedruchowa kora przedczołowa (myślenie) pole Broca (mowa) kora węchowa limbiczna kora asocjacyjna I rzędowa kora ruchowa kora czuciowa kora słuchowa kora czuciowa asocjacyjna kora wzrokowa asocjacyjna kora wzrokowa ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 48

Homunculus https://garyborjesson.wordpress.com/2014/03/06/meet-your-homunculus/ ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 49

ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 1. Mózg część limbiczna odpowiedzialna za pamięć, uczenie się, emocje wzgórze hipokamp opuszka węchowa ciało migdałowate 50

2. Móżdżek obszar odpowiedzialny za koordynację ruchów płat czołowy płat ciemieniowy płat potyliczny płat skroniowy móżdżek ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 51

3. Pień mózgu obszary odpowiedzialne za regulację tętna, przełykania, oddychania, ciśnienia krwi płat czołowy płat ciemieniowy płat potyliczny płat skroniowy móżdżek pień mózgu ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 52

4. Rdzeń kręgowy obszary odpowiedzialne za wydalanie, erekcję i ejakulację, odruchy, przesyłanie informacji od mózgu na obwód organizmu neuron czuciowy neuron motoryczny istota szara róg grzbietowy korzeń grzbietowy zwój korzenia grzbietowego róg brzuszny istota biała korzeń brzuszny Copyright 2006 Pearson Education Inc. Publishing as Benjamin Cummings ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 53

OBWODOWY UKŁAD NERWOWY ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 54

Droga czuciowa Receptory czuciowe integracja Droga motoryczna Narząd docelowy Obwodowy UN Ośrodkowy UN ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 55

Podział obwodowego układu nerwowego Mózg Rdzeń Obwodowy układ nerwowy Droga czuciowa (dośrodkowa, aferentna) bodźce z zewnątrz bodźce z wewnątrz Postawa Lokomocja Somatyczna Oprawa ruchowa Współczulna Autonomiczna Przywspółczulna Droga motoryczna (odśrodkowa, eferentna) Jelitowa (visceromotoryczna) Regulacja czynności narządów wewnętrznych Koordynacja procesów metabolicznych ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 56

Rodzaje receptorów Typ bodźca: chemoreceptory termoreceptory osmoreceptory baroreceptory mechanoreceptory elektroreceptory fotoreceptory nocyceptory Źródło bodźca: exteroreceptory interoreceptory proprioreceptory ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 57

Mechanoreceptory rozmieszczenie w skórze skóra naskórek A Ciałka Meissnera delikatny dotyk, wibracje niskich częstotliwości B Tarcza Merkla dotyk, delikatny nacisk C Wolne zakończenia nerwowe ból D Ciałka Pacciniego czucie głębokie: rozciąganie, wibracje wysokiej częstotliwości E Ciałka Ruffiniego rozciąganie Termoreceptory oddzielne zimna i ciepła ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 58

Mechanoreceptory receptory dotyku i nacisku receptory ciałko Meissnera dyski Merkela ciałko Paciniego ciałko Ruffiniego obszary czuciowe nacisk i dotyk stymulacja odpowiedź ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 59

ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT Nerwy i zwoje Obwodowy układ nerwowy (zwany też peryferycznym układem nerwowym) nerwy: czaszkowe i rdzeniowe zwoje: czaszkowe, rdzeniowe i autonomiczne Nerwy to grupy aksonów Zwoje to grupy ciał neuronów 60

Droga czuciowa (dośrodkowa, aferentna) zwój czuciowy neuron czuciowy rdzeń kręgowy receptor ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 61

Droga motoryczna somatyczna (odśrodkowa, eferentna) motoneuron rdzeń kręgowy nerw rdzeniowy mięsień szkieletowy ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 62

Droga motoryczna autonomiczna (odśrodkowa, eferentna) rdzeń kręgowy zwój autonomiczny motoneuron II rzędu motoneuron I rzędu jelito grube ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 63

Autonomiczny układ nerwowy Współczulny Przywspółczulny Pobudzanie (+) szyjne Hamowanie (-) piersiowe lędźwiowe krzyżowe ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 64

Autonomiczny układ nerwowy OUN Obwodowy UN neuron przedzwojowy obwodowy zwój autonomiczny neuron zazwojowy efektor ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 65

Autonomiczny układ nerwowy przywspółczulny współczulny OUN Obwodowy UN OUN Obwodowy UN ACh neuron przedzwojowy ACh neuron przedzwojowy rec. nikotynowy rec. nikotynowy neuron zazwojowy neuron zazwojowy rec. muskarynowy ACh rec. adrenergiczny NA efektor efektor ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 66

Autonomiczny układ nerwowy OUN Obwodowy UN ACh neuron przedzwojowy współczulny rdzeń nadnerczy rec. nikotynowy adrenalina komórka docelowa rec. adrenergiczny ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 67

AUTONOMICZNY PRZYWSPÓŁCZULNY WSPÓŁCZULNY SOMATY CZNY ciała neuronów w ośrodkowym UN obwodowy UN neurotransmiter 1-neuronowa droga narząd docelowy skutek mocno zmielinizowane aksony 2-neuronowa droga mięśnie szkieletowe mięśnie słabo zmielinizowane aksony przedzwojowe zwój niezmielinizowane aksony zazwojowe Mięśnie rdzeń nadnerczy naczynia słabo zmielinizowane aksony przedzwojowe zwój niezmielinizo wane aksony zazwojowe mięśnie gładkie, gruczoły, mięsień sercowy Porównanie motoneuronów w somatycznym i autonomicznym układzie nerwowym ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 68

Nerwy i zwoje To wszystkie nerwy pozostające poza mózgiem i rdzeniem kręgowym. Dzielimy je na: nerwy czaszkowe (12 par), które są m.in odpowiedzialne za odczucia smakowe, węchowe, wzrokowe, mimikę nerwy rdzeniowe (31 par), które doprowadzają informację od receptorów do rdzenia (droga czuciowa) i od rdzenia do narządów docelowych (droga efferentna) ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 69

Nerwy czaszkowe (12 par) (I) węchowy (II) wzrokowy (III) okoruchowy (IV) bloczkowy (V) trójdzielny (VI) odwodzący (VII) twarzowy (VIII) przedsionkowo - ślimakowy (IX) językowo - gardłowy (X) błędny (XI) dodatkowy (XII) podjęzykowy ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 70

Nerwy czaszkowe - funkcje czuciowe moto PW PW - przywspółczulne czuciowe moto PW ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 71

I Nerw węchowy FUNKCJA nerw czuciowy, przenoszący bodźce z nabłonka węchowego ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 72

III Nerw okoruchowy FUNKCJA nerw z: włóknami motorycznymi - ruch gałki ocznej, włóknami przywspółczulnymi motoneuronami akomodacja oka ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 73

V Nerw trójdzielny FUNKCJA nerw czuciowy, przenoszący bodźce z twarzy, część motoryczna koordynuje ruchy żuchwy nerw oczny V1 nerw trójdzielny V część czuciowa nerwu trójdzielnego nerw szczękowy V2 nerw żuchwowy V3 część motoryczna nerwu trójdzielnego ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 74

VII Nerw twarzowy gałęzie skroniowa jarzmowa policzkowa żuchwy szyi FUNKCJA nerw mieszany, głównie motoryczny mimika twarzy, przywspółczulny - kontrola ślinianek, gruczołu łzowego, czuciowy - smak ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 75

X Nerw błędny FUNKCJA nerw mieszany, głównie przywspółczulny ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 76

Nerwy rdzeniowe Nerwy szyjne Nerwy piersiowe Nerwy lędźwiowe Nerwy krzyżowe Część ogonowa Copyright 2006 Pearson Education Inc. Publishing as Benjamin Cummings ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 77

Nerwy rdzeniowe ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 78

neuron czuciowy neuron motoryczny istota szara róg grzbietowy korzeń grzbietowy zwój korzenia grzbietowego róg brzuszny istota biała korzeń brzuszny Copyright 2006 Pearson Education Inc. Publishing as Benjamin Cummings ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 79

Odruchy wrodzone (bezwarunkowe) nabyte (warunkowe) somatyczne autonomiczne ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 80

Odruch kolanowy ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 81

1) Uderzenie w więzadło rzepki pobudza wrzecionka w mięśniu czworogłowym 2) Włókna aferentne (niebieskie) w rdzeniu kręgowym tworzą synapsy z motoneuronami i interneuronami 3a) Motoneuron (czerwony) wysyła impulsy do mięśnia czworogłowego powodując jego skurcz i wyprost kolana 3b) Interneurony (zielone) tworzą synapsę hamującą z neuronami rogów brzusznych (fioletowe) co zapobiega skurczowi mięśnia antagonistycznego ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 82

Organizacja funkcjonalna układu nerwowego ANTROPOZOOLOGIA - PODSTAWY FIZJOLOGII ZWIERZĄT 83