63
NEUROFYZIOLÓGIA Prof. MUDr. Daniela Ostatníková, PhD.

NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

  • Upload
    others

  • View
    1

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

NEUROFYZIOLÓGIA

Prof. MUDr. Daniela Ostatníková, PhD.

Page 2: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

FYZIOLÓGIA –LOGIKA ŽIVOTA

Page 3: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

MASLOWOVA HIERARCHIA

POTRIEBSpirituálne – duchovné potrebyvyššie, nadhmotné naplnenie

Sebarealizácia(využitie vlastného potenciálu)

Potreby ega(sebaúcta, sebavedomie,

autonómia)

Spoločenské potreby

(láska, priateľstvo, kamarátstvo)

Potreba bezpečia (ochrana pred nebezpečenstvom)

Fyziologické potreby – telesné

(teplo, domov, jedlo) Koncept pozitívnej a motivačnej psychológie

Kľúčový koncept vývoja

Page 4: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

PODVEDOMÉ

EMÓCIE

VEDOMÉ

MYSLENIE,

REAKCIE

SAMOREGULÁCIA

Pamäť

Učenie

Sebareflexia

VÝZNAMNÝ

PODNETSAMOGENERUJÚCE

INTEGROVANÝ MODEL CENTRÁLNEJ REGULÁCIECIEĽOM KAŽDÉHO KONANIA JE

MINIMALIZOVAŤ OHROZENIE A MAXIMALIZOVAŤ ODMENU

ŽIVOTNÉ SKÚSENOSTI – ADEKVÁTNA REAKCIA

a) Princíp hierarchie

b) Princíp používania

c) Princíp vzájomného prepojenia (feedback – feedforward)

Page 5: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

CENTRÁLNA NERVOVÁ

REGULÁCIA

REFLEXNE

(miecha - obranné reflexy, mozgový kmeň - dýchanie, krvný tlak)

EMOTÍVNE

(paleokortex, subkortikálne jadrá)

KOGNITÍVNE

Neokortex - najvyššia úroveň zdokonaľovania výstupov na základe vstupov - pamäť, učenie)

Page 6: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

ZACHOVANIE ŽIVOTA = SCHOPNOSŤ ADAPTÁCIE

Regulačné mechanizmy na zachovanie života = regulačné mechanizmy

na zachovanie stability vnútorného prostredia HOMEOSTÁZA(udržiava sa napriek zmenám vo vonkajšom prostredí),

HOMEORÉZA – príprava na rozkolísanie stability a „in advance“

regulácia, z gréčtiny – „podobný tok“ – návrat k pôvodnej trajektórii.

NERVOVÝ SYSTÉM

Transport a komunikácia

1. Nervová - elektrické impulzy, nervy

2. Humorálna – chemické látky, krvný obeh

Integrácia – centrálny nervový systém

NEUROIMUNOENDOKRINOLÓGIA

Integračné centrumMechanizmom spätnej väzby na rôznej úrovni overuje svoje výstupy:

Mozgový kmeň (dýchanie, krvný tlak)

Medzimozog (príjem potravy a vody, spánok a bdenie)

Mozgová kôra (vedomé reakcie, pamäť – najvyššia úroveň

zdokonaľovania výstupov na základe skúseností)

Page 7: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

TRÉNUJTE SVOJ MOZOG

Skúste prečítať nasledujúci

text (je určený tým, ktorí

čítajú v angličtine)

Nevzdávajte to po prvom

riadku – váš mozog a jeho

analytické centrá sa dokážu

adaptovať

Page 8: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

PREHĽAD PREDNÁŠOK Z NEUROFYZIOLÓGIE:

• Fyziológia nervovej bunky

• Pokojový transmembránový potenciál,

receptorový potenciál

• Depolarizácia, hyperpolarizácia, akčný

potenciál nervovej bunky

• Vedenie vzruchov po nervovom vlákne

• Fyziológia zmyslov (zrak, sluch, bolesť)

• Fyziológia kostrového a hladkého svalstva

• Fyziológia autonómneho nervového

systému

Page 9: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

FYZIOLÓGIA

NERVOVEJ BUNKY

NEURÓNU

Page 10: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

NERVOVÝ SYSTÉM

1) CENTRÁLNYa) Mozogb) Miecha

2) PERIFÉRNYNervové vláknaa) Axóny (z mozgovej bunky na

perifériu, alebo k ďalšiemu neurónu)

b) Dendrity (do mozgovej bunky z okolitých neurónov)

3) AUTONÓMNYa) Sympatikovýb) Parasympatikový

Page 11: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

RANVIEROVE ZÁREZY

NEURÓN základná morfologická a funkčná jednotka nervovej

sústavy

MYELÍNOVÁ POŠVA

AXÓN

TELO NEURÓNU

TERMINÁLNE GOMBÍKY

CYTOPLAZMA

DENDRITY

JADRO NEURÓNU

DOROZUMIEVACOU „REČOU“ NERVOVÉHO SYSTÉMU SÚ ELEKTRICKÉ IMPULZY

Page 12: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

Podľa štruktúry:

UNIPOLÁRNE

BIPOLÁRNE

PSEUDOUNIPOLÁRNE

MULTIPOLÁRNE

Podľa funkcie:

SENZORICKÉ, AFFERENTNÉ

MOTORICKÉ, EFFERENTNÉ

A) Somatické – ku kostrovým svalom

B) Autonómne – k hladkým svalom, srdcu a

žľazám

Ba) sympatikové

Bb) parasympatikové

ASOCIAČNÉ, INTERNEURÓNY

V centrálnom nervovom systéme majú

integračnú funkciu

KLASIFIKÁCIA NEURÓNOV A NERVOV

Page 13: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

FUNKČNÉ ROZDELENIE NEURÓNOV

SENZORICKÉ, AFFERENTNÉ

MOTORICKÉ, EFFERENTNÉ

A) Somatické – ku kostrovým svalom

B) Autonómne – k hladkým svalom, srdcu a

žľazám - sympatikové, parasympatikové

ASOCIAČNÉ, INTERNEURÓNY

V centrálnom nervovom systéme majú

integračnú funkciu

Somatický motorický systém

Motorický systém

Autonómny motorický systém

Senzorický systém

Page 15: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

ASTROCYTY (tmavá zelená)

Najväčšie gliové bunky

prispievajú k výžive neurónov

regulujú extracelulárne prostredie,

Zabezpečujú rovnováhu iónov ECT a

v ICT

Vznikaju v nich akčné potenciály

OLIGODENDROCYTY

obaľujú axóny v CNS

Schwannove bunky v PNS !

ovplyvňujú rýchlosť vedenia po nerve

MIKOGLIA

najmenšie gliové bunky

fagocytujúce bunky - makrofágy,

antigén prezentujúce bunky

NEUROGLIANeurogliové bunky tvoria funkčnú integritu nervového systému a funkčne

podporujú nervové bunky, ktoré tak môžu plniť svoju funkciu.

NEUROGLIA – od slova „glej“ – zaviedol ho Rudolf Virchow v 1854.

Page 16: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

NEUROTRANSMITERY- NEUROMODULÁTORYViac ako 50 chemických látok spĺňa kritériá pre zaradenie do neurotransmiterov

1. Malé molekuly s rýchlym účinkom

uskladnené v synaptických vezikulách v terminále axónu.

Účinok na postsynaptickej membráne asi 1 ms, spôsobí otvorenie iónových kanálov,

Rýchlo sa inaktivujú, recyklujú sa, tvoria sa v tele neurónov

Trieda I. ACH

Trieda II. Amíny : NA, A, Dopamín, serotonín, histamín

Trieda III. Aminokyseliny: GABA, Glycín, Glutamát, Aspartát

Trieda IV. NO

2. NEUROPEPTIDY, pomaly účinkujúce neurotransmitery, sú integrálnou súčasťou

proteínových molekúl v tele neurónu, uvolňujú sa z nich a zakomponujú do vezikúl,

ktoré sa dostávajú do axónového terminálu, pôsobenie po vyplavení je dlhé (hod. až dni)

pôsobí na iónové kanály, metabolizmus bunky, moduluje expresiu génov.

A. Hypotalamové releasing hormóny

B. Hypofýzové peptidy: beta-endorfín, MSH, Prolaktin, GH, vazopresin, oxytocin,

ACTH, LH, TSH

C. Peptidy pôsobiace v GIT a mozgu: Leucin enkefalin, methionín enkefalín,

Substancia P, gastrin, cholecystokinin, VIP, Neurotenzin, inzulín, glukagón

D. Z iných tkanív: angiotenzín II, Bradykinín, Karnozín, kalcitonín, spánkové peptidy

Page 17: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

NEUTRANSMITERY

NEUROMEDIÁTORY

Charakteristika neurotransmitera:

1. Tvorí sa v neuróne, nachádza sa v jeho terminálnom synaptickom

gombíku a vyplavuje sa do synaptickej štrbiny po príchode akčných

potenciálov k axónovému terminálu

2. Musí vyvolávať účinok na postsynaptickom neuróne

3. Po prenesení signálu na postsynaptický neurón musí byť rýchlo

odbúraný – deaktivovaný

4. Musí mať taký istý účinok na postsynaptický neurón pri experimentálnej

aplikácii ako keď sa vyplavuje z presynaptického neurónu

Page 18: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

NEUROMODULÁTORY

DIFÚZNE MODULAČNÉ SYSTÉMY

Centrom sú malé podkôrové jadrá

Lokalizácia jadier je v mozgovom kmeni

Jeden neurón ovplyvňuje vyplavením

modulátora do ECT až 100 000 ďalších

neurónov v CNS

Charakteristika neuromodulátorov:

1. Neuromodulátory nie sú sprostredkovateľmi nervových impulzov

2. Neuromodulátory ovplyvňujú syntézu, degradáciu a reabsorpciu

neurotransmiterov

3. Neuromodulárory majú regulačné účinky nielen na synapsách,

ale najmä na extrasynaptických receptoroch

Page 19: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

SYNAPSA – FUNKČNÉ SPOJENIE NEURÓNOV

1. Nervový vzruch príde na presynaptický gombík

2. Vyplaví sa mediátor (chemická látka) do synaptickej štrbiny

3. Mediátor sa spojí s receptormi postsynaptickej membrány

4. Vyvolá tvorbu nervového vzruchu alebo inú aktivitu

Page 20: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

SYNAPTICKÝ PRENOS

Page 21: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

• SYNAPSA – funkčné

prepojenie buniek

• (aspoň jedna je nervová)

• axodendritická,

axosomatická,

• axoaxónová

Na jednom postsynaptickom neuróne sa aktivuje veľký počet

synáps s hodnotou okolo 2 mV (miestne potenciály).

Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na

axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu

EXCITAČNÝ POSTSYNAPTICKÝ POTENCIÁL – EPSP (depolarizácia) ,

alebo sa od nej vzdialiť

INHIBIČNÝ POSTSYNAPTICKÝ POTENCIÁL – IPSP (hyperpolarizácia).

Excitácia / inhibícia závisí od účinku mediátora a presunu iónov na

membráne postsynaptického neurónu

SYNAPSA

Page 22: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ
Page 23: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

Časová sumácia: opakované podnety v krátkom časovom intervale majú

kumulatívny efekt

Priestorová sumácia: podnety na viacerých miestach membrány v rovnakom čase

majú kumulatívny efekt

Sir John Eccles

(1903-1997)

Preukázal časovú

sumáciu na jednej

nervovej bunke

získal Nobelovu cenu

(1963) za inhibičné a

excitačné procesy na

synapse

Dva podnety s pauzou

medzi nimi nevyvolajú AP

Tri podnety krátko za sebou

vyvolajú AP

Každý z podnetov osobitne

nestačí na vyvolanie AP

Tri podnety naraz

vyvolajú AP

Page 24: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

http://ib.bioninja.com.au

Page 25: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ
Page 26: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

Každý neurón dostáva tisíce vstupov

Integruje ich do jedného neurónového výstupu – synaptická integráciaVýstup závisí na:

1. Sile presynaptickej aktivácie

2. Kvante vyplaveného neurotransmitera

3. Množstve aktívnych PS receptorov

EPSP – excitačný possynaptický potenciál

IPSP – inhibičný postsynaptický potenciál

Excitačná synapsa - EPSP

Na postsynaptickej membráne dochádza

k otvoreniu Na+ kanálov a následnej

depolarizácii membrány

Inhibičná synapsa - IPSP

Na postsynaptickej membráne dochádza

k otvoreniu Cl-, K+ kanálov a následnej

hyperpolarizácii membrány

Page 27: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

Nobelova cena za fyziológiu a medicínu 1932„za objavy spojené s funkciou neurónov"

V pokusoch na psoch dokázal, že reflexný čas je vyšší ako je

rýchlosť vedenia po axóne po reflexnej dráhe.

Sherrington usúdil, že toto oneskorenie je spôsobené zdržaním

na synapse. Každý synaptický prenos (prevod elektrických

signálov na chemické a späť) môže trvať až cca 0.05 s

Objavil časovú a priestorovú sumáciu na neurónovej membráne

(viacero slabších podnetov prichádzajúcich na membránu

neurónu v krátkom časovom slede vyprovokuje väčšiu odpoveď

ako jeden silný podnet

Objavil mechanizmus recipročnej inervácie (kontrakcie a

relaxácie) svalov (ďalej vo fyziológii kostrového svalu)

Page 28: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

POKOJOVÝ MEMBRÁNOVÝ

POTENCIÁL

RECEPTOROVÝ POTENCIÁL

A

AKČNÝ POTENCIÁL

NERVOVÉHO VLÁKNA

Page 29: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

• Nerovnomerná distribúcia

iónov zvonka a znútra

membrány bunky –

POLARIZÁCIA MEMBRÁNY

(platí pre všetky bunky

tela)

• K+, proteíny- / Na+, Cl-

• vnútri / vonku

• záporný / kladný

• - 70 mV

POKOJOVÝ MEMBRÁNOVÝ POTENCIÁL

Page 30: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

POKOJOVÝ MEMBRÁNOVÝ POTENCIÁL

Orientačné hodnoty

koncentrácií iónov

zvonka a zvnútra

membrány v bunke

v pokoji – pokojový

transmembránový

potenciál

+ KONCENTRAČNÝ GRADIENT

Sila, ktorá sa snaží vyrovnať koncentráciu

danej látky (sodíka, horčíka....) na oboch

Stranách membrány

ELEKTRICKÝ GRADIENT

Page 31: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

RELATÍVNE KONCENTRÁCIE VÝZNAMNÝCH IÓNOV NA VNÚTORNEJ

A VONKAJŠEJ STRANE MEMBRÁNY NEURÓNU – ELEKTRICKÉ A

CHEMICKÉ GRADIENTY NA MEMBRÁNE

HENDERSONOVA ROVNICA

u= permeabilita membrány pre katióny,

v = permeabilita membrány pre anióny

Membrána je priepustná pre K ióny,

ale je nepriepustná pre Na ióny

Page 32: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

Meranie transmembránového

pokojového potenciálu bunky

Exploratívna elektróda

je vnútri, preto má potenciál

negatívnu hodnotu

(vnútro je oproti vonkajšku

membrány negatívne) !!!!!!

Page 33: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

POKOJOVÝ MEMBRÁNOVÝ POTENCIÁL

Pokojový transmembránový potenciál závisí na permeabilite

membrány pre každý rozhodujúci ión a rovnovážny potenciál pre

každý difundibilný ión. Je vlastný každej bunke v tele, ale nie všetky

bunky ho môžu meniť (len nervové a svalové)

Pokojový transmembránový potenciál väčšiny buniek sa nachádza

medzi –65 mV to –90 mV

Na/K pumpy pomáhajú zachovať potenciálový rozdiel, pumpujú 3 Na von and 2 K dnu.

Page 34: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

Receptor – prijíma a kóduje podnet

odošle do nervového centra

Kódovanie – zmena zmyslového podnetu

(mechanický, chemický, elektrický.....)

na informačný kód NS – nervové vzruchy

(akčné potenciály)

Niekedy sa označuje ako

Generátorový potenciál

Ak amplitúda receptorového

potenciálu v tomto mieste dosiahla

prahovú úroveň vzniká

Akčný potenciál– FREKVENČNÝ KÓD

Receptorový potenciál vzniká

depolarizáciou receptívnej membrány

Amplitúda depolarizácie závisí od sily

podnetu - AMPLITÚDOVÝ KÓD

Page 35: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

Excitačný a inhibičný potenciál

EPSP vzniká po otvorení Na kanálov

Na postsynaptickej membráne

EPSP vzniká po otvorení Cl kanálov

Na postsynaptickej membráne

Page 36: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

Stimulácia membrány

podprahovým podnetom

• A)znižuje potenciálový rozdiel na membráne (depolarizácia) -zvyšuje sa jej dráždivosť

• B) zvyšuje potenciálový rozdiel (hyperpolarizácia) - znižuje sa jej dráždivosť

Po dosiahnutí prahovej hodnoty

podnetu (spúšťacia úroveň)

nastane DEPOLARIZÁCIA MEMBRÁNY

(AKČNÝ POTENCIÁL, NERVOVÝ

VZRUCH)

Platí pre nervové a svalové

bunky

ZMENY MEMBRÁNOVÉHO POTENCIÁLU

Page 37: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

Vznik AP otvorením Na kanálov

po dosiahnutí prahovej hodnoty

Page 38: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

Potenciál membrány

môžu meniť len bunky,

ktoré majú vzrušivé

membrány (svalové,nervové)

Keď depolarizácia

membrány dosiahne

prahovú hodnotu,vznikne

AKČNÝ POTENCIÁL

Pre akčný potenciál platí:

1.Rovnaká amplitúda(šíri sa bez dekrementu)

2.Frekvenčný kód

3.Zákon všetko alebo nič

4.Refraktérne fázy

VZNIK AKČNÉHO POTENCIÁLU

Page 39: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ
Page 42: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

Na/K pumpa

Na/K ATPáza

3 Na ióny vstúpia

do ATPázy z

bunky

ATP fosforyluje

enzým s následným

vypumpovaním 3Na

2 K ióny vstúpia

do ATPázy zvonka

Teraz nefosforylovaný

enzým pumpuje

2K ióny do bunky

Page 43: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

Iónové kanaly

IÓNY DIFUNDUJÚ PO ICH ELEKTROCHEMICKOM GRADIENTE CEZ PÓRY –

IÓNOVÉ KANÁLY

Iónové kanály sú selektívne pre určité ióny. Difúzia iónov Na je facilitovaná Na-

iónovým kanálom.

Selekciu robí kanál dvoma spôsobmi: veľkosť Na+ zodpovedá veľkosti

kanála a aminokyseliny vnútri kanála sú opačné (negatívne), čím Na ióny

priťahujú.

K+ pre svoju veľkosť cez ne nemôže prejsť

Cl− sú negatívne – tiež týmto kanálom nemôžu prejsť

Page 44: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

AKČNÝ POTENCIÁL, NERVOVÝ IMPULZ

Trvanie a amplitúda akčného potenciálu

nezávisí na sile podnetu

ZÁKON VŠETKO ALEBO NIČ

V prvej fáze Na ióny vstupujú

dnu do bunky, v druhej fáze

K ióny vystupujú von z bunky

V tretej fáze sa pomocou Na/K

Pumpy ióny Na a K vymenia

(Na von a K dnu)

AKČNÝ POTENCIÁL

POKOJOVÝ POTENCIÁL

PODNETOVÝ

PRAH

Page 45: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

PRAH – MINIMÁLNA SILA

PODNETU, KTORÁ VYVOLÁ

VZNIK AKČNÉHO POTENCIÁLU

VŚETKO ALEBO NIČ

SLABÝ PODNET

SILNÝ PODNET

STREDNÝ PODNET

ODPOVEĎ

NA

PRAHOVÝ

PODNET

PRAHOVÝ PODNET – je podnet dostatočnej intenzity na vyvolanie akčného

potenciálu. Všetky podnety nad touto intenzitou generujú impulzy vždy

rovnakej amplitúdy. Podnet nižšej intenzity nevyvolá vznik impulzu.

Podnet vyššej intenzity vyvolá vznik viacerých za sebou nasledujúcich impulzov

Page 46: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ
Page 47: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ
Page 48: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

Prahová hodnota

Prahová hodnota – podnet minimálnej intenzity dostatočnej na vyvolanie

akčného potenciálu

Zákon všetko alebo nič – každý akčný potenciál má rovnakú amplitúdu

nezávisle od intenzity podnetov (prahový aj nadprahové) ak raz vznikne,

potom je už pri všetkých nadprahových intenzitách rovnaký

AKČNÝ POTENCIÁL

čas v ms

Page 49: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

ZÁKON VŠETKO ALEBO NIČ

STÁLA REGENERÁCIA DEPOLARIZÁCIE MEMBRÁNY

VEDENIE AP PO NERVE BEZ DEKREMENTU

Page 50: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

AKČNÝ

POTENCIÁL

NERVOVÝ

VZRUCH

REFRAKTÉRNE FÁZY

ABSOLÚTNA (ARF) – časový interval, v ktorom nervové vlákno neodpovedá na

žiaden podnet akejkoľvek intenzity – prestup iónov membránou

RELATÍVNA (RRF) – časový interval po ukončení ARF, v ktorom nervové vlákno

odpovedá len na podnety silnej intenzity (vyššej ako prahová) – obnovovanie

polarity membrány

Page 51: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

FYZIOLÓGIA VEDENIA

VZRUCHOV PO NERVOVOM

VLÁKNE

Page 52: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

osciloskop

axón

Nerv v

pokoji

Vnútorná

elektróda

Vonkajšia

elektróda

Vonkajšia

elektróda

Vnútorná

elektródaAkčný

potenciál

axón

Page 53: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

VEDENIE NERVOVÝCH VZRUCHOV

PO NEMYELINIZOVANOM NERVOVOM

VLÁKNE - AXÓNE

Nervový impulz je elektrochemický dej

Akčný potenciál sa vedie vláknom ako oheň

po zápalnej šnúre

Podnet prahovej hodnoty otvorí Na kanály

Pre vstup na do axónu. Na povrchu vznikne

negatívny elektrický náboj, odtiaľ sa šíri

vlna elektronegativity na nevzrušenú časť

axónu, po dosiahnutí prahovej hodnoty sa

otvoria Na kanály...

PREČO SA VZRUCH V AXÓNE NEŠÍRI

OBOMA SMERMI, ALE ORTODRÓMNE?

Page 54: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

VEDENIE VZRUCHOV

PO AXÓNE

PO NEMYELINIZOVANOM

VLÁKNE

= MIESTNA PROPAGÁCIA

PO MYELINIZOVANOM

VLÁKNE

= SALTATÓRNE VEDENIE

= SKOKOM

Myelín predstavuje izolátor,

ktorý neumožňuje miestnu

propagáciu vzruchu

Aktívna oblasť

Aktívna oblasť

Propagácia AP

Propagácia AP

Myelínová pošva

Page 55: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

CHRONAXIA, REOBÁZA

rýchle

vlákno

pomalé

vlákno

REOBÁZA = podnet minimálnej

Intenzity, ktorý po určitom čase

vyvolá vznik akčného potenciálu

CHRONAXIA = čas, ktorý je potrebný

na vyvolanie akčného potenciálu

pri podnete s intenzitou dvojnásobku

reobázy

REOBÁZA 2

CHRONAXIA 1

CHRONAXIA 2

REOBÁZA 1

Ampltúda

podnetu

Trvanie podnetu

2X Reobáza

2X Reobáza

Page 56: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

DIAGRAM ZÁVISLOSTI

DĹŽKY ČASU POTREBNÉHO

NA VYVOLANIE PODNETU OD

INTENZITY PODNETU

NA TOM ISTOM NERVOVOM

VLÁKNE - čim kratší čas je potrebný

(chronaxia) tým viac signálov može

vlákno poslať za časovú jednotku

FREKVENČNÉ KÓDOVANIE

SILY PODNETU

čím vyššia intenzita podnetu,

tým viac akčných potenciálov

na axóne vznikne za určitú

časovú jednotku = vyššia

frekvencia podnetov

Prahový potenciál

Pokojový potenciál

chronaxia

Krivka sily a trvania

čas

čas

latencia

reobáza

2X reobáza

Page 57: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

FYZIOLÓGIA PERIFÉRNEHO

NERVOVÉHO SYSTÉMU

Page 58: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

• Typy nervových vlákien:

• A alfa – hrubé, rýchle do 120 m/s, pohyb

• A beta – tenšie, do 70 m/s, dotyk, tlak

• A gama – tenšie, do 30 m/s, svalový tonus

• A delta – tenšie, do 30 m/s, bolesť, teplo

• B – tenké a pomalé, 2 m/s, autonómne vlákna

• C – tenké a pomalé, autonómne vlákna, bolesť

je zložený z množstva axónov eferentných (od centra na perifériu) aj aferentných (z periférie do centra) neurónov, myelínových obalov a väzivového tkaniva

PERIFÉRNY NERV

Page 59: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

SUMAČNÝ AKČNÝ POTENCIÁL- SUMA AP MNOHÝCH AXÓNOV, KTORÉ TVORIA

PERIFÉRNY NERV

S- STIMULAČNÁ ELEKTRÓDA

ČÍM ĎALEJ JE UMIESTNENÁ SNÍMACIA ELEKTRÓDA, TÝM LEPŠIE JE ROZLÍŠENIE

AXŃOV S RÔZNOU RÝCHLOSŤOU VEDENIA

SUMAČNÝ AKČNÝ POTENCIÁL

PERIFÉRNY NERV

STIMULUS

LATENCIA

Page 60: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

• Schwannove bunky – gliové

bunky v PNS - obal vlákien

periférnych nervov – Schwannova

pošva. Viacnásobným obtočením

okolo axónu nervovej bunky vzniká

na väčšine axónov myelínová

pošva.

• Ranvierove zárezy oddeľujú od

seba Schwannove bunky a

vytvárajú úseky myelínového

vlákna – internódiá - zabezpečujú

saltatórne vedenie vzruchu

(skokom).

• Myelín slúži na regeneráciu

poškodených nervov – navádzacia

dráha pre rast axónu.

MYELÍN – MYELÍNOVÝ OBAL

Page 61: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

Pri poškodení periférneho nervu odumiera periférny pahýľ, zostáva myelínová pošva,ktorá je vodidlom pri raste centrálneho pahýľa (cca 2- 4 mm za deň)sprevádza ho atrofia svalov, ktoré nerv zásobuje

POŠKODENIE PERIFÉRNYCH NERVOV

Periférny nerv tvoria myelinizované ajnemyelinizované vlákna, aferentné(vystupujúce do mozgu)aj eferentné(zostupujúce z mozgu)

Page 62: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

MOTORICKÉ

DRÁHY

Pyramídová dráha• priame prepojenie

• motorickej kôry so

• svalmi cez alfamotoneuróny

• a motorickú platničku

tractus corticospinalis

Extrapyramídová

dráha• prepojenie cez

• bazálne gangliá,

• talamus, mozoček,

• mozgový kmeň

tractus reticulospinalis

tractus rubrospinalis

Page 63: NEUROFYZIOLÓGIA - zona.fmed.uniba.sk · Suma týchto hodnôt umožňuje dosiahnuť prahovú hodnotu na axónovom hrbolčeku pre vznik akčného potenciálu EXCITAČNÝPOSTSYNAPTICKÝ

Hematomyelia – krvácanie do miechy

LÉZIE SPINÁLNEJ MIECHY A MOTONEURÓNOV

1) PERIFÉRNA OBRNA (chabá)a) Lézia miechových motoneurónov v predných rohochb) Lézia spinálnych koreňovc) Lézia periférnych nervov

2) CENTRÁLNA OBRNA (spastická)a) Lézia pyramídovej dráhyb) Intrakraniálne lézie