Nervsystemet anatomi och fysiologi Del 1 Röntgenstuderande Berit Kärfve Ht-2013 (Ewa Grönlund HT-2012)

Transkript

1 Nervsystemet anatomi och fysiologi Del 1 Röntgenstuderande Berit Kärfve Ht2013 (Ewa Grönlund HT2012)

2 Inledning Skallen fram, sido, tak, bas Ryggrad fram, bak, kotor Nervsystemets indelning: CNS anatomisk översikt PNS anatomisk översikt Nervvävnad Gliaceller Nervceller Synapsen Motoriska, efferenta nerver Sensoriska, afferenta nerver Nervsystemet Föreläsningsöversikt Fortledning av nervimpulsen Membranpotential Depolarisation Aktionspotential CNS Hjärnans byggnad och funktion Hjärnans och ryggmärgens hinnor Likvorcirkulationen Hjärnans blodcirkulation Blodhjärnbarriären Ryggmärgen PNS Hjärnnerver/Kranialnerver Ryggmärgsnerver/Spinalnerver Autonoma nervsystemet Sympaticus Parasympaticus Somatomotoriska nerver Sensoriska nerver Från CNS till PNS och vice versa motoriska och sensoriska ledningsbanor (Mediala) Baksträngsbanorna Smärtbanan/ Laterala systemet, tractus spinothalamicus lateralis Pyramidbanan, tractus corticospinalis Extrapyramidala banor Reflexer Skyddsreflex Sträckreflex

3 Nervsystemets indelning (1) Centrala nervsystemet CNS Hjärnan och ryggmärgen Perifera nervsystemet PNS Sensoriska nervsystemet Sensoriska nervfibrer från sinnesceller Somatomotoriska nervsystemet Motoriska nervfibrer till skelettmuskulatur Autonoma nervsystemet Motoriska nervfibrer till körtlar, hjärtat och glatt muskulatur Sympatiska nervsystemet Aktiveras i krissituationer Fight, Fright, Flight Parasympatiska nervsystemet Aktiveras i vila Enteriska nervsystemet bukhjärnan ENS Motoriska nervfibrer som bildar plexa, nervflätor kring matstrupe, magsäck, tarm

4 Vad är: Nervvävnad,nervcell,nervfiber,nerv Nervvävnad består av två typer av celler: Stöjde och bindvävsceller = Sk gliaceller finns ffa i CNS Astrocyter Microglia Ependymceller Oligodendrocyter Nervceller = neuron Nervsystemets funktionella celler Registrerar: Rörelser Registrerar intryck Inlärning Minne Smärta Kommunicerar genom att snabbt leda elektriska impulser, aktionspotentialer

5 Gliaceller 1. Astrocyter, stjärnceller Stöd runt blodkärl och neuron Bildar blodhjärbarriären Uppgift: Stödja,skydda reparera och reglerar miljön Microglia spindellika Immunceller i CNS Det vanliga immunförsvaret har inte fritt tillträde till CNS Uppgift: Fagocyterar invandrande ämne ex virus,bakterier aktiverar cytokiner spec IL1

6 Gliaceller 3. Ependymceller år en typ av epitelceller Kubiskt Epitel som kläder hjärnans hålrum, ventriklarna Specialiserade ependymceller producerar cerebrospinalvätska/ likvor i plexus choroideus, epitelet i ventriklarna ca 500 ml producerar/dygn finns ca 150 ml i systemet Bild 4.13 Cerebrospinalvätskans cirkulation (Människokroppen, Sand 2006) Ependymet innhåller även stamceller som kan differentieras till glia och nervceller

7 Gliaceller 4. Oligodendrocyter Producerar fettrikt isolerande material fettskida sk myelin omkring nervcellernas utskott, axon i CNS Ju mer myeliniserat ett axon är desto snabbare fortledningsförmåga kan innesluta flera celler sämre isolering Swannsk cell bildar myelin i PNS En oligodendrocyt kan myelinisera 50 axon Multipel skleros (MS) brist på myelin Bild 2.18 Ranviers nod i vilken axonet ligger blottat (Anatomi och fysiologi, Sonesson 2006)

8 Nervceller, neuron Neuronet Kan bilda, ta emot, leda elektrisk ström impulser Soma Cellkroppen är metabolt centrum syntetiserar substanser. Rik på mitokondrier, neurofibriller och Nissl substans Axon Nervcellsutskott långa, upp till mer än 1 m Ju mer myeliniserad ett axon är desto snabbare fortledningsförmåga En gliacell kan innesluta flera axon samtidigt sämre isolering ansvarar utåtgående=efferent impulstrafik AxonHillockregion genereras impulserna rörelse m/sek. Transporterar exogen alt endogena ämne i vesiklar till o från somat. Dentriter Korta utskott (0 20 st) max någon eller några mm leder impulser till soma kan stimulera alt hämma Samlar information genom att bilda synapser med omgivande neuron Synaps Kontaktpunkt mellan nervcellen och en annan cells cellkropp eller dendrit Bild 4.1 En motorisk nervcell som innerverar skelettmuskelceller. Nervändslut från andra nervceller bildar synapser på cellkropppen och dendriterna (Människokroppen, Sand 2006)

9 Motoriskt neuron Motorneuron, Efferent neuron förmedlar signaler från CNS till musklerna, bildar synapser med den motoriska ändplattan Sensoriskt neuron Afferent neuron förmedlar signaler från vävnaden till CNS till ryggmärgen och vidare tolkning i hjärnan Sensoriska neuron har sina cellkroppar utanför CNS, spinalganglier Interneuron (vanliga i CNS) Kopplar signal mellan två andra neuron Små, korta axoner, lokala Samlar eller sprider signalen Stimulerande eller hämmande Ex: mellan sensoriska och motoriska neuron i ryggmärgen vid reflexer Bild 4.2 Exempel på nervceller med olika utformning av utskotten (Människokroppen, Sand 2006) se sid 98 i R Christensson

10 Nervceller, neuron Grå substans utgörs av nervcellskroppar Cortex cerebri, storhjärnsbarken Områden med grå substans kallas kärnor (nucleus nuclei) i CNS Områden med grå substans kallas ganglier i PNS Vit substans består av nervcellsutskott, axoner, omgivna av fett, myelin Buntar av axoner kallas banor i CNS Buntar av axoner kallas nerver i PNS Hjärnbalken Corpus Callosum interneuron förbinder hjärnhalvorna med varandra så den ena hjärnhalvan vet vad den andra gör. Beslutsfattande osv Bild: Hemsida från KI university press

11 Exempel Hjärntumörer utgår oftast ifrån gliaceller Tumörer som har sitt ursprung i hjärnan kallas primära hjärntumörer: Maligna hjärntumörer utvecklas vanligen från gliaceller De kallas gliom och är alla mer eller mindre elakartade (maligna) Oftast utgår de från astrocyter astrocytom Ependymom har sitt ursprung i ependymceller. Vanligast hos barn och tonåringar Oligodendrogliom Medulloblastom uppkommer oftast i lillhjärnan och drabbar nästan enbart barn Neurinom, nervcellstumörer, är oftast godartade (benigna). Tumörer i hjärnan kan också utgå från andra vävnader: Meningiom uppstår i hjärnhinnorna, meningerna, och är i allmänhet godartade. Hemangiom bildas i blodkärl i hjärnhinnorna. Dessa är sällan elakartade. Tumörer i hjärnan kan också vara metastaser (dottertumörer) som härrör från en annan cancersjukdom Källa:

12 Fortledning av nervimpulsen Nervimpulsen förmedlas i form av en elektrisk signal Fortledningen av nervimpulsen är snabb Jfr hormonella signaler: mkt långsammare Nervimpulsen fortleds snabbare i tjocka myeliniserade (80100 m/sek ex muskler) än i tunnare axon än i omyeliniserade axon (30 70m/sek) tryck, beröring/vibration Smärta köld (1230 m sek) Bild 4.1 En motorisk nervcell som innerverar skelettmuskelceller. (Människokroppen, Sand 2006)

13 Fortledning av nervimpulsen Membranpotential elektrisk spänningsskillnad över cellmembranet orsakas av ojämn fördelning av elektriskt laddade partiklar dvs joner mellan cellens in och utsida men olika typer Mer Na utanför cellmembranet än innanför Mer K innanför cellmembranet än utanför Vissa celltyper kan snabbt förändra sin membranpotential: Cytosol nervceller, muskelceller Membranpotential Extracellulära vätskerummet Vilopotential Den membranpotential som en cell har i sitt vilotillstånd Relativt konstant, 70 mv Vilopotentialen är negativ i cellen, dvs det finns fler negativa laddningar innanför cellmembranet än utanför Spänningen över cellmembranet är också viktig för att ge membranproteinerna enzymer, receptorer, jonkanaler rätt orientering i cellmembranet

14 Fortledning av nervimpulsen Depolarisation, Aktionspotential Celler kommunicerar genom att membranpotentialen ändras Sker genom att jonkanaler öppnas i cellmembranet Depolarisation av en cell Om spänningen ändras mer än till ett visst tröskelvärde depolariseras cellmembranet ligand och spänningsstyrda jonkanaler öppnas 1. Vilomembranpotential 70 mv 2. Depolarisation K Na, Ca 2 Cytosol Extracellulära vätskerummet Cytosol Extracellulära vätskerummet Cl

15 Fortledning av nervimpulsen Aktionspotentialens spridning i en nervcell Den spänningsförändring som utlöses när cellen depolariseras kallas aktionspotential membranpotentialen blir positiv sprids snabbt längs nervcellens axon är nervcellernas sätt att snabbt sprida en signal i kroppen utlöser nervcellsimpuls eller muskelkontraktion Tjocka axon, tjocka myelinskidor snabb fortledning Tunna, omyeliniserade nervtrådar långsam fortledning utlöser bara kortvariga förändringar av membranpotentialen innan cellen återgår till sin vilopotential

16 Fortledning nervimpulsen Nervimpuls ökar den positiva laddningen i cellen 35 / mv Bild 4.9 a Nervimpuls (Människokroppen, Sand 2006) Depolarisation av cellmembranet Tröskelvärde nås Aktionspotential Cellmembranets insida blir positivt Repolarisation av cellmembranet Cellmembranets insida blir negativt Cellmembranet hyperpolariseras extra negativt Refraktärperiod Ingen ny aktionspotential kan utlösas

17 Synapsen Synapser, kontaktpunkter mellan nervceller nervcell muskelcell, nervcell körtelcell Synapser kan nybildas och tillbakabildas Transmittorsubstans Synapsspalt Receptor hämmande signal stimulerande signal o o o o Y Y Y Bild 5.12 Synaps (Anatomi och fysiologi, Sonesson 2006) o o o o o o

18 Den neuromuskulära synapsen: Motorändplatta Nervimpuls elektrisk signal Transmittorsubstans frisätts till synapsspalten genom exocytos Bild 4.7 En neuromuskulär synaps (Människokroppen, Sand 2006) Transmittorsubstans är ett ämne som vidarebefordrar nervimpulsen mellan två celler acetylkolin i den neuromuskulära synapsen lagras i vesikler i nervändslutet Mottagarmolekyler, receptorer i muskelcellens membran aktiveras Muskelcellen depolariseras kontraktion utlöses Transmittorsubstansen bryts ner av ett enzym i synapsklyftan så att signalen avbryts

19 Motorisk enhet En nervcell innerverar flera skelettmuskelceller bildar tillsammans en motorisk enhet Bild 4.7 En neuromuskulär synaps (Människokroppen, Sand 2006) När nervcellen signalerar skickas signalen till de muskelceller som den styr över Vissa nervceller kontrollerar bara några få muskelceller Finmotorik: små, precisa rörelser Vissa nervceller kontrollerar många muskelceller Grovmotorik

20 Aktionspotential i muskelceller Lång refrakträperiod förhindrar tetani (och möjliggör diastolisk fyllnad) = membranpotential = muskelsvar Täta aktionspotentialer (AP) tetani (summation) Skelettmuskelcell Summation av täta aktionspotentialer leder till tetanisk kontraktion av muskeln Hjärtmuskelcell Lång refraktärperiod Kontraktionen kan inte summeras enkelkontraktioner

21 Sensoriskt neuron Sensoriska nerver omyeliniserade, mindre myeliniserade än motoriska nerver långsammare transmission av nervimpulsen Sensoriska neuron har sina cellkroppar utanför CNS, spinalganglier Receptormembran i slutet av neuronens utskott i huden: fria nervändslut (smärta, temperatur) nervändslut med bindvävskapsel (tryck, beröring) Nociceptorer receptorer för smärta Bild 5.3C Sensoriskt neuron (Anatomi och fysiologi, Sonesson 2006)

22 Transmittorsubstanser Centrala nervsystemet Glutamat GABA Dopamin Noradrenalin Serotonin Acetylkolin Perifera nervsystemet Acetylkolin Noradrenalin Opioider (endorfiner, enkefaliner) hämmar smärtförnimmelsen

23 Exempel: Den neuromuskulära synapsen Allvarlig muskelsvaghet, Myastenia gravis Autoimmun sjukdom antikroppar mot receptorerna för acetylkolin Impulsöverföringen i den neuromuskulära synapsen försämras Behandlas bl a med acetylkolinesterashämmare ökar mängden och tiden för acetylkolin att verka i synapsklyftan Källor:

24 Ex: Läkemedel som påverkar synapser SSRI = selektiva serotoninåterupptagshämmare Antidepressiva läkemedel: cipramil (SSRI) Serotonin Transmittorsubtans Låg seretoninnivå är kopplad till nedstämdhet, depression Transmittorsubstansen återvinns genom att den tas upp av cellen som frisatte den SSRI hämmar återupptaget s a transmittorsubstansen kan stimulera målcellen under längre tid

25 Centrala nervsystemet CNS CNS anatomisk översikt Hjärnan, encephalon Förlängda märgen, medulla oblongata Ryggmärgen, medulla spinalis Bild 4.11 Centrala nervsystemet (Människokroppen, Sand 2006)

26 CNS anatomisk översikt Centrala nervsystemet CNS Hjärnan, encephalon Hjärnstam, truncus encephalicus Förlängda märgen, medulla oblongata Hjärnbryggan, pons (Mitthjärnan, mesencefalon) Lillhjärna, cerebellum (Mellanhjärna, diencephalon) Storhjärna, cerebrum Ryggmärgen, medulla spinalis Bild 4.11 Centrala nervsystemet (Människokroppen, Sand 2006)

27 PNS anatomisk översikt (2) Perifera nervsystemet, PNS Ryggmärgsnerver, spinalnerver, 31 par innehåller sensoriska, afferenta somatomotoriska, efferenta autonoma nervtrådar Hjärnnerver, kranialnerver, 12 par innehåller sensoriska, afferenta somatomotoriska, efferenta autonoma nervtrådar Bild 4.4 Centrala nervsystemet (rosa) och perifera nervsystemet (gult). (Människokroppen, Sand 2006)