I N V E S T I C E
D O
R O Z V O J E
V Z D Ě L Á V Á N Í
TENTO PROJEKT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY
Pracovní list č. 14
Reflexy
Pro potřeby projektu MAN zpracovala: Mgr. Lucie Adamusová
1. Domácí příprava Přečtěte si následující texty ze čtyř různých zdrojů a na jejich základě se pokuste doplnit neúplný pátý text. Text 1 - Nervové obvody a reflex1 Funkce nervové soustavy spočívá v příjmu, zpracování, ukládání a vydávání informací. Tato činnost se uskutečňuje v seskupeních neuronů, která se nazývají nervové obvody. Neurony spojené v nervových obvodech mohou být někdy blízko sebe, jindy značně vzdáleny. Část nervové soustavy, která je uložena v páteři a lebce, se nazývá centrální nervová soustava (CNS). Vše ostatní tvoří periferní nervovou soustavu. Nervový obvod zahrnující jak periferní, tak centrální složku, označujeme jako vnější nervový obvod. Neurony, jejichž některé úseky patří do periferní složky nervové soustavy, dělíme na neurony senzorické (smyslové) a motorické (hybné). Smyslové neurony vedou signály ze smyslových orgánů do CNS, neurony motorické z CNS k výkonným orgánům. Všechny neurony, které jsou zcela uloženy uvnitř CNS, nazýváme interneurony. Neurony senzorické označujeme také jako neurony aferentní (dostředivé) a neurony motorické jako eferentní (odstředivé). Stejně označujeme i příslušná nervová vlákna. Obvod, kde jsou mezi sebou synapticky spojeny senzorický a motorický neuron, je nejjednodušší nervový obvod. Mezi senzorický a motorický neuron bývá v CNS zařazen obvykle jeden nebo více interneuronů, čímž se obvod stává složitějším. Nervovým obvodům složeným ze senzorického a motorického neuronu, které jsou spojeny buď přímo, nebo prostřednictvím interneuronů, říkáme reflexní oblouk. Nervový děj, při kterém se přenáší signál z čidla nervovou drahou k výkonnému orgánu, se nazývá reflex. Je odpovědí organismu na dráždění receptorů. Zprostředkuje okamžité odpovědi na podněty z vnějšího nebo vnitřního prostředí. Příkladem jednoduchého reflexu je míšní obranný reflex, vyvolaný bolestivým podnětem. Reflexní odpovědí je prudké oddálení končetiny od místa působení bolestivého podnětu (Obr. 1). Reflexní oblouk složen ze smyslového neuronu, interneuronu a motorického neuronu, je tedy disynaptický (2 synapse). Jestliže je v reflexním oblouku zařazeno více interneuronů, reflexní odpovědi se stávají složitější. Obranné míšní reflexy probíhají velmi rychle bez účasti mozku, neboť zabránit působení bolestivého podnětu je obvykle třeba okamžitě. Skutečnost, že pociťujeme bolest, je již jiný děj, způsobený tím, že současně s reflexním dějem jdou zprávy o bolesti do mozku.
Obr. 1 Obranný míšní reflex1
Reflexy, které jsou vrozené a jejich dráhy jsou již zaznamenány v genetickém kódu, nazýváme podle ruského fyziologa I. P. Pavlova reflexy nepodmíněné. K jejich vzniku a průběhu není třeba zvláštních podmínek na rozdíl od tzv. reflexů podmíněných, poprvé popsaných Pavlovem. Podmíněné reflexy vznikají na základě spojení tzv. podmíněného podnětu, kterým může být např. zvuk zvonku, s nepodmíněným reflexem - např. slinným. Pavlov, který experimentoval převážně se psy, použil v pokusu nejprve zvuk zvonku, po kterém následovalo podání potravy, vyvolávající slinění. Tedy podmíněný podnět (zvonek) předcházel podnětu nepodmíněnému (potravě). Při opakování tohoto postupu již pouhé zvonění vyvolalo slinění. Takováto spojení jsou jen dočasná. Jestliže nejsou občas posilována nepodmíněným podnětem (zde podáním potravy), podmíněný reflex se přestává na podmíněný podnět dostavovat - vyhasíná. Přitom zcela nevymizí, je pouze utlumen.1
Text 22 Mozek neřídí veškerou činnost periferního nervového systému. Je-li nutná rychlá reakce, může ji spustit mícha. Typickým příkladem je rychlé škubnutí ruky, dotkne-li se horkého povrchu. Senzorické informace z prstů putují aferentními vlákny, aby o bolestivém podnětu informovaly mozek. Ten tak okamžitě odpovídá vysláním pokynů k příslušným pohybům prstů. Avšak zároveň tytéž zprávy hmatových receptorů ovlivňují také míchu, a ta přímým reflexním obloukem okamžitě spouští motorické impulzy, které vzápětí škubnou rukou zpět. Tato reflexní akce se uskuteční o několik tisícin sekundy dříve, než sem dorazí příslušný impulz z mozku, a pomáhá tam na minimum snížit možné škody. Lékař může funkci některých míšních reflexů jednoduše ověřit za pomoci známého testu reflexního napětí a stahu svalu. Tento reflex chrání svaly před přetržením tím, že je po napětí prudce stáhne. Impulzy ze svalu putují senzorickými vlákny do míchy a vyvolají tak
bezprostředně motorický impulz, který sval kontrahuje. Při známém testu udeří lékař neurologickým kladívkem do podkolenní šlachy, aby se sval napnul - vzápětí sebou noha prudce škubne, jak se sval kontrahuje. Kolenní reflex je nejjednodušší z míšních reflexů, neboť impulz při něm prochází přímo ze senzorického do motorického nervu. Všechny další míšní reflexy využívají k přenosu signálu dalších nervových buněk, známých jako interneurony. I míšní reflexy jsou ovlivňovány aktivitou mozku, který je zklidňuje a modifikuje podle potřeby organismu. Bez jeho zásahů by byly reflexy přehnané a nadměrné, jak se to děje např. při spastické obrně nebo ochrnutí. V těchto případech nedosahují mozkové signály v důsledku poškození míchy do míšních nervů v oblasti pod zraněním, nebo tam dorážejí se zpožděním. Reflexy jsou rychlejší, a nutí tak končetiny k ohýbání v kloubech, neboť ohýbače jsou silnější svaly než natahovače. Jestliže se poraní i míšní nerv, dojde navíc ke ztrátě vnímání. Svaly jsou nadále ochrnuté, ale navíc ještě ztrácejí napětí a ochabují. 2
Text 3 - Wikipedie3 Reflex je základním funkčním prvkem nervové soustavy. Je to neměnná odpověď organismu na dráždění receptorů zprostředkovaná reflexním obloukem. Reflexní oblouk se skládá z čidla (receptoru), dostředivé (aferentní) dráhy, ústředí (centra), odstředivé (eferentní) dráhy, výkonného orgánu (efektoru). Monosynaptický reflex Nejjednodušší druh reflexu se skládá jen ze dvou nervových buněk (neuronů). Aferentní (senzorický, dostředivý) neuron vede vzruch přes jedinou synapsi na eferentní (motorický, odstředivý) neuron. Př. protahovací reflex, který prostřednictvím svalových vřetének ovlivňuje délku kosterních svalů. Reflexní oblouk probíhá míchou, drážděný i výkonný orgán jsou stejné (svalové vřeténko), jedná se o míšní reflex. Monosynaptický reflex se vyznačuje extrémně konstantní hodnotou prahu dráždivosti. Polysynaptický reflex Do reflexního oblouku je zapojen alespoň ještě jeden další neuron (interneuron). Prahová hodnota vzruchu není konstantní, nicméně nepodléhá velkým výkyvům. Podle podmínek vzniku a vlastností spojení lze reflexy dále rozdělit na nepodmíněné a na podmíněné (získané). Nepodmíněné reflexy Nepodmíněné reflexy jsou jednoduché, zcela automatické reakce. Jsou vrozené s trvalým spojením smyslového a výkonného orgánu, za odpovídajících podmínek se dostavují vždy a stereotypně. Jejich existence je předem dána geneticky určeným průběhem nervových vláken. Patří mezi ně např. „ochranné reflexy“ (kýchací, kašlací, mrkací, odtahující reflex končetin - pokud sáhneme na rozpálená kamna, ucukneme) nebo „patelární reflex“ (po úderu kladívkem do podkolenní jamky se automaticky vymrští noha). Podmíněné reflexy Podmíněné reflexy se vytvářejí v souvislosti se získanými zkušenostmi, učením. Na rozdíl od nepodmíněných se vytvářejí podmíněné reflexy pouze jako dočasné, opakovanými
situacemi se mohou posilovat nebo naopak vyhasínají, pokud chybí podněty, které je vyvolaly. Podmíněný reflex vznikne např., pokud při krmení psa zazvoníme, po zhruba dvaceti opakováních stačí pouze zazvonit a pes začne slinit, jako kdyby dostával potravu. Studiem reflexů se zabýval ruský lékař Ivan Petrovič Pavlov.
Text 4 - Nervová činnost4 Nervová činnost je funkcí centrální nervové soustavy, která umožňuje člověku reagovat na podmínky prostředí, což se projevuje jako chování. Základní fyziologickou jednotkou nervové činnosti je reflex. Rozlišujeme tyto formy chování: vrozené (nepodmíněné reflexy) získané (podmíněné reflexy) Nepodmíněné reflexy jsou vrozené, dědičné. Na tentýž podnět se vybaví vždy kvalitativně stejná reakce. Centra těchto reflexů jsou v šedé hmotě všech částí centrální nervové soustavy, s výjimkou kůry koncového mozku. Nejsložitější formou vrozených reakcí jsou pudy (instinkty), např. pud sebezáchovy, pud rozmnožovací aj. U člověka jsou instinkty usměrňovány kůrou mozkovou. Přes velké množství vrozených reflexních reakcí neumožňují nepodmíněné reflexy dostatečné přizpůsobování nekonečně se měnícím podmínkám životního prostředí. Dráhy, po kterých probíhají, jsou stálé a neměnné. Vyšším živočichům umožňují přizpůsobování měnícím se podmínkám prostředí dočasná nervová spojení, která jsou základem podmíněných reflexů. Podmíněné reflexy jsou vázány na nějakou podmínku, předchází nepodmíněnému reflexu. Např. v pokusech se psy bylo takovou podmínkou světlo. Biologicky bezvýznamný podnět - světlo - předcházel biologicky významnému podnětu - podání potravy. Při podání potravy pes začne vylučovat sliny. Vzruchy z chuťových buněk jdou do centra chuti v CNS a odtud sekrečním nervem do slinných žláz, které začnou produkovat sliny. Po několikerém opakování pokusu začne pes slinit jen na rozsvícení žárovky. Je to podmíněná reakce. Mezi chuťovým centrem a zrakovým centrem v ústředí se vytvořilo spojení, které za normálních podmínek neexistovalo. Opakováním pokusu bez podání potravy se spojení zeslabuje - podmíněný reflex vyhasíná. Po určitém počtu rozsvícení bez podání potravy pes na světlo přestane reagovat sliněním. Podmíněné reflexy zajišťují vyšší nervovou činnost. Podmíněný reflex vzniká na určitý podnět - signál. Souhrn signálů určitého druhu se označuje jako signální soustava. Signály, které jsou odrazem reality (různé chemické, fyzikální nebo biologické jevy), tvoří první signální soustavu, která je základem konkrétního myšlení. Na základě řeči a schopnosti k zevšeobecňování se u člověka vyvinulo abstraktní myšlení, věda, umění a mravní hodnoty. Člověk dovede reagovat na abstraktní podněty stejně dokonale jako na podněty konkrétní. Rozlišuje nejen zvuk slova, ale i jeho obsah. Podnětem druhé signální soustavy je tedy slovo.4
Text 55 Reflex je funkční jednotkou nervového řízení. Je odpovědí organismu na _____________ vnějšího i vnitřního prostředí. Reflexní oblouk se skládá z _________________________, ______________________________ dráhy, centra v ústředí, ______________________ dráhy a výkonného ________________. Reflexní děj znamená přijetí vstupní informace, její zpracování a vydání výstupní informace. Nejjednodušší reflexy mají ústředí ve ________________________. Nadřazeným ústředím je mozkový kmen a ____________ kůra. _________________________ reflexy jsou vrozené. Jsou specifické, tzn., že na určitý podnět existuje ________________ určitá odpověď. Během života se _______________. Počet _____________________ reflexů je stálý. Ústředí těchto reflexů jsou uložena ve __________________________ a mozkovém kmenu. Patří sem např. reflex sací, uchopovací, napínací. Pokud se vytvoří řetězce reflexů, označujeme je jako ___________ (rozmnožovací, péče o mláďata apod.). _________________________ reflexy jsou získané během života za určitých podmínek. Místem vzniku je ________________________. Vznikají při působení dvou nebo více podnětů ve stejném čase. Spojují se podněty, které jsou samy o sobě biologicky bezvýznamné, s podněty nepodmíněnými. Klasickým příkladem je např. spojení zvukového signálu s podáváním potravy. Po určité době pak může zvukový signál vyvolat reakci - slinění bez podávané potravy. Je tomu tak proto, že opakováním vzniklo v CNS mezi oběma podněty nové ____________________. ____________________ reflexy _______________ specifické a po určité době vyhasínají, pokud nejsou obnovovány. Jejich důležitost spočívá v tom, že se mohou vytvořit a umožňují tak _________________ organismu na změny podmínek, a zároveň tím, že mohou zanikat, když podněty ztratí význam. Vznik _________________ reflexů u člověka označujeme jako učení a vzniklý soubor těchto reflexů jako individuální paměť jedince. Jejich postupné zanikání označujeme jako __________________________. 5
2. Práce v hodině I. Kontrola výsledků domácí
přípravy (doplněný text). Vysvětlení případných nejasností
v textech.
II. Praktická část A. Patelární reflex6, 7 Patelární (čéškový) reflex je příkladem napínacího reflexu. Tyto reflexy umožňují automatické přizpůsobení svalů změnám zatížení bez regulačních zásahů mozku. Jsou důležité pro zajištění vzpřímeného držení těla. Pomůcky: neurologické kladívko, obraz svalů lidského těla Postup: 1. Vyšetřovaný žák se posadí a přeloží pravé koleno přes levé. Noha volně visí, svaly jsou uvolněné. 2. Mezi zakončeními holenní kosti a čéškou na pravé končetině nahmatejte šlachu, jíž se upíná čtyřhlavý sval stehenní na kost holenní. 3. Odveďte pozornost tím, že s vyšetřovaným žákem povídáte. 4. Neočekávaně zlehka, ale energicky, klepněte neurologickým kladívkem do šlachy. Úder nesmí způsobit bolest!!! 5. Popište, k čemu dojde a proč. Za jakých okolností by patelární reflex nenastal nebo by byl zeslabený? Závěr: ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________
B. Reflex Achillovy šlachy6 Pomůcky: neurologické kladívko, obraz svalů lidského těla Postup: 1. Pokusný žák stojí na jedné noze a druhou klečí na židli. 2. Na Achillovu šlachu klečící nohy krátce a energicky klepněte neurologickým kladívkem. 3. Popište proces, který nastane. Závěr: ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________
C. Reflex Babinského (plantární reflex)6 Pomůcky: neurologické kladívko, obraz svalů lidského těla Postup: 1. Rukojetí neurologického kladívka zvolna přejíždějte za mírného tlaku po kůži chodidla zkoumaného žáka od paty k prstům po zevním okraji. 2. Popište reflexní odpověď. Závěr: ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________
D. Zornicový reflex6 Duhovka má stejnou funkci jako clona fotoaparátu. Uprostřed má otvor, který se nazývá zornice. Zornicí vstupuje světlo do oka. Duhovka kruhovitě překrývá okraje oční čočky a zabraňuje světelným paprskům dopadat do oka ze strany. Změny velikosti zornice reflexně způsobují svaly, které jsou paprsčitě a kruhovitě uspořádány v duhovce. Postup: 1. Jeden z žáků se posadí a druhý si všímá jeho zornic. 2. Pak se zkoumaný žák posadí obličejem k oknu a zakryje si oběma rukama otevřené oči. 3. Asi po 10 s ruce sejme a druhý žák pozoruje, co se děje se zornicemi. Na čem závisí velikost zornice? Co reguluje zornicový reflex? Závěr: ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________
III. Diskuze, otázky, pojmy Jaký typ reflexů jsme v předchozích cvičeních ověřovali? ________________________________________________________________________ Jak rychle tyto reflexy probíhaly? _____________________________________________ Jakým způsobem by se dal vytvořit reflex podmíněný? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ Jaký vliv na míšní reflexy má mozek? _________________________________________
Kdy jsou reflexy přehnané? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Stručně vysvětlete následující pojmy: reflex, reflexní oblouk neurony senzorické, motorické, interneurony aferentní a eferentní dráhy obranný míšní reflex I. P. Pavlov reflex podmíněný a nepodmíněný, instinkty první a druhá signální soustava
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________
________________________________________________________________________ Poznámky: 1. NOVOTNÝ, I.; HRUŠKA, M. Biologie člověka. 1. vyd. Praha : Fortuna, 1995. 136s. ISBN 80-7168234-9. 2. Lidské tělo. 3. vyd. Bratislava : Gemini, 1993. 336s. ISBN 80-7161-049-6. 3. Reflex. In Wikipedie: Otevřená encyklopedie [online]. St. Petersburg (Florida) : Wikimedia Foundation, 2001-, strana naposledy edit. 2010-06-05 [cit. 2010-06-21]. Dostupný z WWW:
4. JELÍNEK, J.; ZICHÁČEK, V. Biologie pro gymnázia. 7. vyd. Olomouc : Nakladatelství Olomouc, 2004. 574s. ISBN 80-7182-177-2. 5. HAJN, Václav. Antropologie I. 2. vyd. Olomouc : VUP, 1998. 180 s. ISBN 80-7067-901-8. 6. MACHOVÁ, Jitka. Cvičení z biologie III. 2. vyd. Praha : SPN, 1987. 110s 7. BERGER, J.; PETRÁSEK, R.; ŠIMEK, V. Fyziologie člověka a živočichů. 1. vyd. Havlíčkův Brod : Tobiáš, 1995. 184s. ISBN 80-85808-33-1.
