Nervsystemet 1 Sjuksköterskeprogrammet EWA GRÖNLUND VT-15 NERVSYSTEMET Svarar för integreringen av kroppens funktioner (tillsammans med endokrina systemet) Kontrollera skelettmuskulaturen Medverka i regleringen av hjärtmuskulatur Medverka i regleringen av mag-tarmsystemets glatta muskulatur Styra olika körtlar Förmedla, bearbeta, tolka och lagra information från vår inre och yttre miljö Involverat i våra mentala funktioner (motivation, inlärning, intelligens, känlor) 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 Sympatiska nervsystemet Motoriska nervfibrer Aktiveras i krissituationer till körtlar, hjärtat och Fight, Fright, Flight glatt muskulatur Parasympatiska nervsystemet Aktiveras i vila Enteriska nervsystemet bukhjärnan ENS Motoriska nervfibrer som bildar plexa, nervflätor kring matstrupe, magsäck, tarm 1
Vad är en nerv? Nervvävnad Nerv Nervcell Nervfiber Nervvävnad Gliaceller -Stöjde- och bindvävsceller i nervsystemet 1. (Astrocyter, stjärnceller) 2. (Microglia) 3. (Ependymceller) 4. (Oligodendrocyter) Nervceller, neuron -Nervsystemets funktionella celler Te x Rörelser Registrera intryck Inlärning Minne Kommunicerar genom att snabbt leda elektriska impulser, aktionspotentialer Gliaceller (1) 1. Astrocyter, stjärnceller -Stöd runt blodkärl och neuron 2. Microglia -Immunceller i CNS -Det vanliga immunförsvaret har inte fritt tillträde till CNS! 2
Gliaceller (2) 3. Ependymceller -Epitel som kläder hjärnans hålrum, ventriklarna -Specialiserade ependymceller producerar cerebrospinalvätska/ likvor i plexus choroideus, epitelet i ventriklarnas tak -Ependymet innhåller även stamceller som kan differentieras till glia- och nervceller Bild 4.13 Cerebrospinalvätskans cirkulation (Människokroppen, Sand 2006) Gliaceller (3) 4. Oligodendrocyter Bildar isolerande fettskida, myelinskida 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 Bild 2.18 Ranviers nod i vilken axonet ligger blottat (Anatomi och fysiologi, Sonesson 2006) Nervceller, neuron (1) 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 Dentriter Korta utskott (0 20 st) max någon eller några mm 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) 3
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) 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 Nervceller, neuron (3) Vit substans består av nervcellsutskott, axoner, omgivna av fett, myelin -Buntar av axoner kallas banor i CNS -Buntar av axoner kallas nerver i PNS Bild: www.hjarnguiden.se Hemsida från KI university press 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: www.cancerfonden.se 4
Fortledning av nervimpulsen Nervimpulsen förmedlas i form av en elektrisk signal Fortledningen av nervimpulsen är snabb -Jfr hormonella signaler: långsammare Nervimpulsen fortleds snabbare i myeliniserade än i omyeliniserade axon Nervimpulsen fortleds snabbare i tjocka än i tunna axon Bild 4.1 En motorisk nervcell som innerverar skelettmuskelceller. (Människokroppen, Sand 2006) Fortledning av nervimpulsen Membranpotential Membranpotential elektrisk spänningsskillnad över cellmembranet orsakas av ojämn fördelning av elektriskt laddade partiklar dvs joner - mellan cellens in- och utsida Vissa celltyper kan snabbt förändra sin membranpotential: nervceller, muskelceller 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 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 5
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 Nervimpulsen (1) Nervimpuls ökar den positiva laddningen i cellen 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 Bild 4.9 a Nervimpuls (Människokroppen, Sand 2006) Synapsen Synapser, kontaktpunkter mellan nervceller nervcell muskelcell, nervcell körtelcell Synapser kan nybildas och tillbakabildas Transmittorsubstans Synapsspalt Receptor hämmande signal stimulerande signal Bild 5.12 Synaps (Anatomi och fysiologi, Sonesson 2006) 6
Hjärnans och ryggmärgens hinnor (1) Pia mater, mjuka hjärnhinnan klär hjärnan o ryggmärgen Arachnoidea (mater), spindelvävshinnan Dura mater, hårda hjärnhinnan Stabiliserar, stöder hjärnan och ryggmärgen Falx cerebri (Tentorium cerebelli) Falx cerebri Stramt veck från dura mater i den längsgående sprickan mellan hemisfärerna, mellanvägg mellan de två hemisfärerna Stabiliserar hjärnan Figur 6.14 Snitt genom kraniet, hjärnhinnorna och vensinus (Anatomi och fysiologi, Fasting 2009) Hjärnans och ryggmärgens hinnor (2) Subarachnoidalrummet mellan pia mater och arachnoidea är fyllt med likvor och bindvävstrådar Subduralrummet mellan dura mater och arachnoidea innehåller vener 7
Hjärnans och ryggmärgens hinnor (3) Pia mater slutar vid kota L1/L2 Arachnoidea S2/S3 Subarachnoidalrummet mellan pia mater och arachnoidea fylld med likvor, bindvävstrådar Dura mater tvåbladig säck runt ryggmärgen Inre blad och yttre blad Epiduralrummet mellan durabladen i kotkanlen innehåller fett och vennät Exempel: Epiduralbedövning mellan yttre och inre durabladen bedövar spinalnerverna till nedre delen av bålen och extremiteterna bedövar sensoriska nerver först dåligt myeliniserade motoriska nerver senare kräver högre dos myeliniserade nerver Likvorcirkulationen Likvor, cerebrospinalvätska bildas i plexus choroideus, specialiserat epitel resorberas genom araknoidalvilli, töms i vensinus har till uppgift att skydda hjärnan stötdämpande samt skapa en stabil kemisk miljö näringsutbyte Bild 4.13 Cerebrospinalvätskans cirkulation (Människokroppen, Sand 2006) 8
Ventrikelsystemet anatomisk översikt Hjärnans vätskefyllda hålrum, ventriklarna, Cerebrospinalvätska, likvor 30 ml i ventriklarna, 100 ml i subaraknoidalrummet Vänster sidoventrikel 3:e ventrikel Akvedukten Centralkanal 4:e ventrikel Figur 6.15 Hjärnventriklarna (Anatomi och fysiologi, Fasting 2009) Hjärnans ventrikelsystem Främre horn Vänster sidoventrikel Bakre horn Höger och vänster sidoventrikel 3:e ventrikeln Ryggmärgens centralkanal Aqueductus cerebri 4:e ventrikeln Blodhjärnbarriären Endotel med tight junctions Gliaceller bildar mekanisk barriär Selektiv transport med transportörer t ex glukos Funktion hindra att hjärnan exponeras för toxiska substanser Hålla en stabil kemisk miljö: K +, H + Konskvens: svårt att föra in läkemedel (Ganong) 9
Nervsystemets indelning Centrala nervsystemet CNS Hjärnan Storhjärna Hjärnstam Lillhjärna (Mellanhjärna) (Mitthjärnan) Ryggmärgen Hjärnan och ryggmärgen grå substans, nervcellskroppar vit substans, nervcellsutskott, axon, fettskida, myelin Perifera nervsystemet PNS Hjärnnerver, kranialnerver Ryggmärgsnerver, spinalnerver Kranialnerver och spinalnerver innehåller sensoriska somatomotoriska och autonoma nervtrådar Perifera nerver består av nervcellsutskott, axon Ansamlingar av nervcellskroppar utanför CNS kallas ganglier CNS anatomisk översikt (1) 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) Hemisfärerna Delvis olika funktioner i de två hjärnhalvorna Dominant hjärnhalva Högerhänt dominant vänster hjärnhalva Vänsterhänt Corpus callosum, hjärnbalken Nervbanor mellan hemisfärerna Hemisfärerna utbyter information: samordning och kontroll 10
Storhjärnsbarken Lateralsidan vänster hemisfär Gyrus precentralis Centralfåra Sulcus centralis Gyrus postcentralis B. A. C. Sidofåra Sulcus lateralis D. Bild: www.hjarnguiden.se Storhjärnsbarken Lateralsidan vänster hemisfär 1. Premotoriska området 2. Primära motoriska arean 3. Centrum för motoriskt tal Brocas area 4. Primära somato-sensoriska arean 5. Sekundära somato-sensoriska arean 6. Primära hörselarean 7. Centrum för språkförståelse Wernickes area 8. Sekundära synarean Gyrus precentralis Sulcus centralis Centralfåran Gyrus postcentralis Sulcus Lateralis (Sidofåran) Fig 19.21 (Ninstedt) Storhjärnsbarken Medialsidan höger hemisfär 8. Primära synarean 9. Supplementära motorarean 10.Sjöhästen, hippocampus 11.Primära luktarean 12.Gyrus cinguli 13.3:e ventrikeln 14.Hjärnbalken Corpus callosum 15.Sekundära synarean 16.Sulcus centralis 17.Sulcus lateralis 18.Hö sidoventrikel Fig 19.21 (Ninstedt) 11
Frontalloberna Området framför sulcus centralis Prefrontala cortex: Abstrakt tänkande, analys och planering» Väga in tidigare erfarenheter» Analysera konsekvenserna» Självmedvetande, självreflektion, personlighet Premotoriska området: Planering av rörelser Primära motoriska området: Styrning av rörelser Storhjärnsbarken Homonculus liten människa Primära motorarean Gyrus precentralis Utgångspunkt för pyramidbanan Sulcus lateralis Hjärnbalken Corpus callosum Capsula interna Frontalsnitt, höger hemisfär sedd framifrån Basala ganglierna Tillhör storhjärnanas inre kärnformationer (i mesencephalon, mitthjärnan) (Nucleus caudatus, svanskärnan) (Nucleus lentiformis, linskärnan) Substantia nigra, den svarta substansen» svart av pigment, melanin Tillhör det extrapyramidala systemet (jmf pyramidbanan) Reglerar bl a skelettmuskulaturens icke viljemässiga tonus, spänningsgrad Hållningstonus Vid igångsättning av rörelser låg inhiberande aktivitet i basala ganglierna Dopamin, transmittorsubstans som frisätts i substantia nigra 12
Exempel: Basala ganglierna Exempel 1: Parkinsons sjukdom, morbus Parkinson Dopaminbrist hypokinesi = underfunktion+rörelse Problem med igångsättning av rörelse Behandlas med L-dopa dopa i hjärnan Transplantation av fetala neuron från mesencephalon, mitthjärnan. Transplantatet kan överleva länge och minska symptomen men även de transplanterade cellerna kunde drabbas av plackbildningar. (Jia-Yi Li, Nature medicine 2008) Exempel 2: Huntingtons sjukdom, danssjuka ärftlig (autosomalt dominant) Dopaminöverskott hyperkinsesi = för mycket rörelse Demenssymptom Dopaminstabiliserande läkemedel är under utveckling och är verksamma vid sjukdomar med obalans i dopaminsystemet: Parkinsons, Huntingtons, schizofreni Källa: Uppsala nya tidning 2008-04-25 13