Idegrendszer 1. systema nervosum
Általános jellemzés, idegszövet
Idegszövet (tela nervosa)
Az idegrendszert építi fel. Sejttípusai: • Idegsejt (neuron): ingerületvezetésre alkalmas • Gliasejt: burkot képez a neuronok nyúlványai körül, biztosítja az idegsejtek működéséhez szükséges anyagokat. • Ependimasejt: a gerincvelő és az agy belső üregrendszerét burkolja, nyúlványai behatolnak a gerincvelő és az agy állományába is.
Az idegsejt (neuron) jellemzői Egymagvú, nyúlványokkal rendelkező, ingerületvezetésre differenciálódott sejt. Jellemzői: • Genetikai (fejlődési) egység: a neuron valamennyi része ugyanabból a sejtből fejlődik • Anatómiai egység: egységes plazmája és sejthártyája van. • Élettani egység: csak a minden részt tartalmazó idegsejt képes működni
Az idegsejt jellemzői (folytatás)
• Patológiai egység: minden neuron speciális érzékenységű bizonyos kóros behatásokra. • Táplálkozási (trofikai) egység: csak a neuron egésze képes táplálkozni, a nyúlványok a sejtesttől elválasztva nem. • Hisztodinámiás polaritással rendelkezik: az ingerület a dendritektől a sejttest felé, majd onnan az axon vége felé terjed.
A neuron felépítése
A neuron részei • Sejttest (perikaryon vagy soma) • Plazmanyúlványok vagy dendritek • Idegnyúlvány (neunit vagy axon vagy tengelyfonál • Végfácska vagy telodendrion
Az idegsejt teste (soma vagy perikaryon)
A sejttest vagy perikaryon • Nagyon változó az alakja és a nagysága (10-100 μm) • Nagy világos, hólyag alakú sejtmagja van, benne nukleolussal • Plazmájában Nissl-féle rögök (tigroid szemcsék) vannak, ezek a fehérjeszintézisben vesznek részt. • A plazmában neurofibrillumok találhatók. Ezek juttatják el a sejttestben termelt anyagokat az axonba.
Nyúlványok 1. dendritek • Számuk és nagyságuk alapvetően meghatározza az idegsejt alakját. • Hosszuk: néhány μm-től pár mm-ig terjedhet • Egyszerűek vagy elágazódóak, elágazódásaik a neuronfajtákra jellemzőek. • Nissl-szemcséket tartalmaznak. • Tűszerű nyúlványuk (dendrittövis) lehet, amelyekkel szinapszist hoznak létre más neuronok axonjaival.
Nyúlványok 2. neurit vagy axon vagy tengelyfonál • Hossza: néhány mm-től 1 m-ig • A sejttestből eredési kúppal (axondomb) indul ki, itt nincsenek Nissl-szemcsék. • Kezdeti szakasza: initialis szegmentum, hüvely nélküli, vastagabb sejthártyájú, de alacsony ingerküszöbű. • A sejttesttől távolabb elágazhat (kollaterálisokat hozhat létre)
Axon folytatás Az axonok a burkolásuk szempontjából lehetnek: • Hüvely nélküli ún. csupasz rostok. Ritkábbak, pl. a központi idegrendszer vékonyabb idegrostjai. • Hüvelyesek. Az axont kívülről más sejtek veszik körül.
Az axon hüvelytípusai • Schwann-sejtes hüvely. A szimpatikus idegrendszer postganglionaris rostjai és a vékony érzőrostok (ún. C-rostok) • Mielinhüvely. Az ilyen hüvelyű rostok alkotják a központi idegrendszer pályáit. A velőshüvelyt itt oligodendroglia sejtek alkotják. • Schwann- és mielinhüvely. A kettős hüvely a Schwann-sejt axonra történő felcsavarodásá-val jön létre. A szomszédos sejtek között befűződések vannak (Ranvier-féle befűződések. Itt nincs az axon burkolva.
Kettős hüvelyű axonok
Ranvier-befűződés
Velőshüvely
Velőshüvely-2
Velőshüvelyű idegrostok kialakulása
Oligodendrogliasejt
A velőshüvely kialakulása szomszédos neuronokon
A neuronok csoportosítása a nyúlványok alapján 1. A nyúlványok száma alapján • Apoláris - nyúlványtalan • Unipoláris - egynyúlványú • Bipoláris - kétnyúlványú • Pseudounipoláris - álegynyúlványú • Multipoláris - többnyúlványú
Sejttípusok a nyúlványok száma alapján
Sejttípusok a nyúlványok száma alapján
Nyúlványtalan (apolaris) neuronok • Az embrionális fejlődés során nagy számban figyelhetők meg a közel gömb alakú, még differenciálatlan sejtek az ún. neuroblasztok a velőcsőben. • A kifejlett idegrendszerben is előfordulnak ezek az embrionális jellegüket megőrző sejtek (ős- vagy stem-sejtek), amelyeknek az újabb adatok szerint jelentős szerepe lehet az idegrendszert érő traumák után egyes idegsejtek pótlásában.
Egynyúlványú (unipoláris) neuronok • az elnevezésnek megfelelően egyetlen nyúlvány lép ki a perikaryonból. • ez a nyúlvány egyes esetekben (pl. retina amakrin sejtjei) axon értékű,
Kétnyúlványú (bipoláris) neuronok • a perikaryonból két, gyakran eltérő hosszúságú és funkciójú nyúlvány lép ki. Ez a sejttípus főleg az érző működésekben játszik szerepet, bár ismert bipoláris interneuron (pl. retina ún. pálcika-csap bipolárisai) is. • A bipoláris neuronok módosult formájának tekintjük a csigolyaközti dúc ún. álegynyúlványú (pszeudounipoláris) neuronjait.
Soknyúlványú (multipoláris) neuronok a leggyakoribb sejttípus, amikor legalább három, de általában annál több nyúlvány lép ki a perikaryonból. • az egyik nyúlvány axon, az összes többi dendrit értékű. • a sejttest alakja és a dendritelágazódás általában annyira jellemző a sejtekre, hogy azok szövettani preparátumokban is könnyen azonosíthatók
A sejttest alakja és a nyúlványok elágazódása szerinti sejttípusok-1 • Piramissejt. Axonja a piramis alapjából indul ki, a dendritek a sejttest többi részéből.
A sejttest alakja és a nyúlványok elágazódása szerinti sejttípusok-1 • Golgi I. típusú sejt. Hosszú neuritja van és a végén oszlik ágakra. • Golgi II. típusú sejt. Neuritjuk néhány μm és hirtelen, csokorszerűen oszlik ágakra
• Purkinje-sejt. Marharépa alakú és tujafához hasonlítható dendritelágazódásúak a kisagykéregben. • Kosársejt. Neuritjuk kosárszerű szinapszist alkot a Purkinje-sejtekkel a kisagykéregben. • Szemcsesejt. Nagy – és kisagykéregben található szemcseszerű sejtek.
Purkinje-sejt
Kosársejt
Szemcsesejt
Végfácska (telodendrion) Az axon vége faágszerűen szétágazódik. Részei: • A végződés előtti eloszlás • Idegvégződés – Terminális vagy szabad végződés – Intercalaris vagy neuronok közti idegvégződés
Terminális végződés A neuron más szövettel áll kapcsolatban Típusai: • Receptor: érzőideg végződés • Effektor: végrehajtó-mozgató végződés
A receptorok • Az inger eredete szerinti csoportosítsásuk: – Exteroreceptorok: a külvilág ingereit fogják fel – Interoreceptorok: a szervezet belső ingereit fogják fel.
• Az exteroreceptorok típusai: – Érzéksejtek – Idegvégződések
Az érzéksejtek típusai • Primer érzéksejtek. A sejt nyúlványa alkotja a neuritet pl. szaglóhám. • Szekunder érzéksejtek. Nincs elvezető nyúlványuk, egy neuron végződik rajtuk pl. halló-egyensúlyi szerv receptorai.
Érzéksejtek típusai
primer
szekunder
tercier
Idegvégződéses receptorok-1 • Izomreceptorok (izomorsó, ínorsó)
Idegvégződéses receptorok-2 • Bőrreceptorok. A bőrben veszik fel az ingerületet. – Szabad idegelágazódások – Merkel-féle tapintósejt a hámrétegben – Meissner-féle tapintó végtest – Krause-féle végtest. Hidegre, feszülésre érzékeny, illetve genitális végtestek. – Ruffini-féle végtest. Feszülést érzékel.
• Mély mechanoreceptorok. Vater-Pacini-test.
Meissner-féle tapintó végtest
Vater-Pacini-test
Bőrreceptorok
Interoreceptorok • • • •
Nyomásérzékeny (presszor-)receptorok Hőérzékelő (termo-)receptorok Kémiai (kemo-)receptorok Ozmotikus gradienst érzékelő (ozmo-) receptorok
Az effektorok típusai • Vegetatív alapfonat: simaizomban, szívizomban és mirigyekben. Ez a mirigy-, simaizom-és szívizomszövetet áthálózó Schwann-sejtek rendszere, melyben a vegetatív mozgatórostok végső elágazódásai vannak. • Izomvéglemez: harántcsíkolt izomban. Minden izomrosthoz külön véglemez tartozik. A motoros véglemezben ingerületátvivő anyagot tartalmazó hólyagocskák vannak.
Neuroglia • • • •
A központi idegrendszer támasztószövete Myelinhüvelyt képez az idegsejtek körül. Sejtjei az ektodermából származnak. Alapvető funkciói: – Támasztás. – Anyagforgalom támogatása. – Idegsejtek leépítése és hegképződés.
Gliaszövet • Az idegrendszer támasztószövete. • Sejtekből és azok nyúlványaiból áll. • Fajtái: • Ependyma: az agykamrákat bélelő hengerhámszerű sejtek, felszínén mikrobolyhok vannak.
Gliaszövet 2. • Macroglia vagy astrocita sejtek formái: – Plazmás glia a szürkeállományban. – Rostos glia a fehérállományban.
Rostos glia
Plazmás glia
Gliaszövet 3. • Microglia. Magjuk ovális vagy pálcika alakú, és rövid nyúlványai erősen elágaznak. Ezek a sejtek amőbaszerű mozgásra képesek, vándorolni tudnak. Szövetpusztuláskor fagocitálják az elhalt anyagot (eltakarító sejtek), közben gömbszerűen lekerekednek (szemcse- vagy hálósejtek). – Oligodendroglia: az idegrostok mielinhüvelyét alkotja a központi idegrendszerben. Magjai kicsik és sötétek, elágazó nyúlványaik nincsenek. A szürkeállományban az idegsejteket kísérik,a fehérállomány idegrostjai között sorokba rendeződve foglalnak helyet. – Hortenga-féle mesoglia: a belső védekező rendszerhez tartozik
Oligodendroglia sejt neuron axonjával
microgliasejt
Elemi idegélettani jelenségek
A membránpotenciál • Az idegsejt membránjának két oldala között feszültség (potenciálkülönbség mérhető). • A potenciálkülönbség kialakulásának okai: – Membrán tulajdonságok: féligáteresztő, szelektíven áteresztő. – A membrán két oldala között egyenlőtlen az ioneloszlás (Na+-K+-pumpa, ioncsatornák)
Az idegsejt membránja nyugalmi helyzetben
Nyugalmi potenciál A sejt belseje negatívabb a membrán külsejénél. Okok: – Negatív töltésű fehérjemolekulák többségben vannak a sejt belsejében. – A K+ kiáramlását nem követik az anionok – A Na+ ionok nem juthatnak be. – A – fehérjék nagy méretük miatt nem tudnak kiáramolni. – A Na+-K+-pumpa a sejtből aktív transzporttal Na+-t juttat ki és K+-t be.
Nyugalmi potenciál mérése
A nyugalmi potenciál kialakulása
Nátrium-káliumpumpamechanizmus
Akciós potenciál • Ha az inger eléri az ingerküszöb értékét, kiváltja a sejt válaszát és kialakul az ingerület. • Megváltozik a membrán áteresztőképessége. • Megindul az ionok áramlása a koncentrációkülönbségnek megfelelően. – A nyugalomban zárt Na+ csatornák megnyílnak, a Na+ ionok beáramlanak a sejtbe. – A membrán belső oldala pozitívabb lesz. – Ez a depolarizációs fázis.
Az akciós potenciál 2. • A Na+ ionok beáramlásának végén kialakul a túllövés következtében az akciós potenciál. • A depolarizációs fázis végén a Na+ csatornák bezárulnak, ugyanakkor megnyílnak a K+ csatornák is. • A kiáramló K+ csökkenti a belső oldal pozitív töltéstöbbletét, amelynek hatását fokozza a Na+K+-pumpa működése is. • A nyugalmi potenciál visszaállása a repolarizáció.
Az idegsejt membránja akciós potenciálkor
Az akciós potenciál kialakulása
Az akciós potenciál görbéje
Ingerület ugráltatott terjedése
Szinapszis Az idegsejtek közötti kapcsolódások. Egy-egy idegsejt általában több, mint ezer másik idegsejttel áll kapcsolatban. A szinapszis részei: • Preszinaptikus membrán • Szinaptikus rés. Átlagban 20 nm átmérőjű. • Posztszinaptikus membrán.
A SZINAPSZIS FELÉPÍTÉSE
A SZINAPSZIS FELÉPÍTÉSE
Leggyakoribb ingerületátvivő anyagok Aminosavak glutaminsav
Aminosavszármazékok
Peptidek
acetilkolin
encefalin
noradrenalin
szomatoszatin
γ-amino vajsav (GABA)
dopamin
P-anyag
glicin
szerotonin
•A központi idegrendszerben a leggyakoribb ingerületátvivő anyag a glutaminsav. Fontos szerepet tölt be a tanulásban és az emlékezésben, valamint az epilepszia kialakulásában. •Az acetilkolin a központi és a környéki idegrendszerben egyaránt megtalálható. •A szerotonin a normális magatartási folyamatok, az alvásébrenlét, vagy az étvágy szabályozásában játszik szerepet.
A kémiai szinapszis működése • Az információ a szinapszishoz akciós potenciálsorozat formájában érkezik. • Ez a frekvencia váltja ki az ingerületátvivő anyagok termelődését és felszabadulását. • A posztszinaptikus membrán fehérjéi az ingerületátvivő anyagok hatására megváltoznak. • E változás a posztszinaptikus membránon elektromos potenciálváltozást eredményez.
A kémiai szinapszisok működési típusai 1. Az elkülnítés a szerint történik, hogy az ingerületátvivő anyag milyen változásokat eredményez a posztszinaptikus membránon. •Serkentő szinapszis: a membrán polaritását a depolarizáció felé mozdítja el, azzal, hogy megnyitja a Na+ és K+ csatornákat. Csökken az ingerküszöb, kisebb ingerek is kiválthatnak akciós potenciált. Leggyakoribb ingerületátvivő anyag: glutaminsav és az acetilkolin.
A kémiai szinapszisok működési típusai 2. • Gátló szinapszis. A γ-amino vajsav (GABA) vagy a glicin a membránreceptorokhoz kötődve a K+ és a Clcsatornák kinyílását váltja ki, fokozódik a membrán polaritása. Ennek következtében a posztszinaptikus sejt az átlagos ingerekre nem reagál, nem alakul ki tovaterjedő akciós potenciál, mivel magas az ingerküszöb.
A serkentő és a gátló szinapszis összehasonlítása Serkentő szinapszis
Gátló szinapszis
Típusa
kémiai
Kémiai
Ingerületátvivő anyaga
Acetilkolin, noradrenalin, glutaminsav, szerotonin
γ-amino vajsav , glicin
Elhelyezkedése
Dendritben, esetleg a sejttestben
A sejttestben az axoneredésnél
Hatása
A membránpolaritás csökken (depolarizáció, hipopolarizáció)
A membránpolaritás nő (hiperolarizáció)
A hatás eredménye
Az ingerküszöb csökken
Az ingerküszöb nő
A szinaptikus hólyag
Gömb alakú
tojásdad
A serkentő és a gátló szinapszis hatása
A reflexív elve • A szinapszisokkal összekapcsolódó idegsejtek egy egységes rendszert alkotnak. • Az idegrendszer működési egysége a reflexív. Részei: – Ingert felfogó érzékelő vagy receptor. – Bevezető vagy érzőidegsejt. – Központi idegsejt (interneuron). – Mozgató idegsejt. – Végrehajtó sejt vagy szerv.
