Přehled základní neuroanatomie a fyziologie Motorický systém Fyzioterapie 2. ročník Martina Hoskovcová, Petr Dušek, Jan Roth Neurologická klinika a Centrum klinických neurověd Universita Karlova v Praze, 1. lékařská fakulta a Všeobecná fakultní nemocnice v Praze
Opakování • Základní funkční i stavební jednotkou NS je neuron. Buněčné tělo (cyton = perikarion): uvnitř leží většina buněčných organel Myelinová pochva
Výběžky dvojího typu: – dostředivě vzrušivé dendrity Neurologická klinika a Centrum klinických neurověd – odstředivě vzrušivý neurit (axon) Universita Karlova v Praze, 1. lékařská fakulta a Všeobecná fakultní nemocnice v Praze
Terminální větvení
Opakování • Neuron má 3 základní funkce: – Trofickou – Specifickou (tvoření a přenos vzruchů na synapsích) – Sekreční (uvolňování neuroregulátorů) • Neurotransmitery (acetylcholin,GABA, clopamin, katecholaminy); neurony cholinergni a dopaminergní • Neuromodulátory (endorfiny a substance P) • Neurohormony (vasopresina, angiotensin II)
• Neurony: aferentní, eferentní a interneurony Neurologická klinika a Centrum klinických neurověd Universita Karlova v Praze, 1. lékařská fakulta a Všeobecná fakultní nemocnice v Praze
Synapse Impulse
1897 Sherrington
Presynaptický neuron
Vesikl Transmiter Synaptická štěrbina Postsynaptický neuron
Receptor
Postsynapticka aktivita
Gliové buňky nervové tkáně (neuroglie) • leží v nervové tkáni rozptýleny mezi neurony nebo jsou soustředěny v určitých jejich okrscích. • V nervové tkáni plní funkce – výplňovou a opornou – trofickou (výživa) – imunitní (obrannou)
• Dělí do tří skupin: – makroglie – oligodendroglie – mikroglie
1. Makroglie (největší gliové buňky): a) Buňky ependymové – výstelka dutin CNS; zajišťují produkci a pohyb mozkomíšního moku.
b) Astrocyty – mechanická opora neuronů;, udržují homeostázu K+ v ECT – gap junctions; obklopují a odstiňují synapse; gliové nožky kolem kapilár – tight junctions; transport živin neuronům; vodící struktury, při poškozeních vyplňují defekty vznikem gliové jizvy.
2. Oligodendroglie: – menší počet výběžků; myelinizace axonů v CNS 3. Mikroglie (nejmenší gliové buňky) – obranná funkce – jsou aktivovány při infekcích a poškozeních CNS – fagocytóza patogenů a poškozených neuronů
Podnět (zevní prostředí, vnitřní prostředí) vznik potenciálu
Receptor
přenos informace (potenciálu)
Centrální nervstvo
zpracování (předchozí zkušenost, emoce…) přenos informace (potenciálu)
Výstupní reakce Pohyb: elementární, komplexní, chování, abstrahující činnosti…
endokrinní žlázy hladké svalstvo srdce příčně pruhované svalstvo
Specifika neurologické diagnostické rozvahy • Anamnéza a neurologické vyšetření • Vyšetření a zjištění jednotlivých subj. symptomů a obj. příznaků • Syndromologická diagnóza: syndrom= 2 a více subj. symptomů nebo obj. příznaků seskupených u daného jedince v charakteristické kombinaci (pro daný syndrom) • Topická diagnóza: definuje úroveň strukturálního nebo funkčního postižení v rámci periferního či centrálního oddílu nervové soustavy Neurologická klinika a Centrum klinických neurověd Universita Karlova v Praze, 1. lékařská fakulta a Všeobecná fakultní nemocnice v Praze
• Nosologická diagnóza: formuluje název nemoci charakterizuje ji neurologický syndrom + klinický průběh onemocnění, reakce na léčbu apod. • Etiologická diagnóza: tj. příčina nemoci – nelze obvykle určit pouze z anamnesy a neurologického vyšetření – rozhodující je přínos cílených pomocných vyšetřovacích metod • morfologická zobrazení • metody klinické neurofysiologie • biochemická a molekulárně genetická laboratorní vyšetření Neurologická klinika a Centrum klinických neurověd Universita Karlova v Praze, 1. lékařská fakulta a Všeobecná fakultní nemocnice v Praze
Základní pojmy • • • • • •
Paresa: snížení svalové síly, částečné ochrnutí Plegie: ztráta svalové síly, kompletní ochrnutí Monoparesa: postižení jedné končetiny Diparesa: postižení dvou končetin Triparesa: postižení tří končetin Kvadruparéza: postižení všech končetin
• Hemiparéza: postižení jedné poloviny těla (vlevo, vpravo) • Paraparéza: postižení dolních končetin Neurologická klinika a Centrum klinických neurověd Universita Karlova v Praze, 1. lékařská fakulta a Všeobecná fakultní nemocnice v Praze
Základní pojmy Čití povrchové - algické a termické (spinothalamický trakt): • algické - bolest • termické - teplo, chlad
Čití povrchové - taktilní (zadní provazce a spinothalamický trakt): • taktilní - dotekové, diskriminační...
Čití hluboké (vedou zadní provazce): • pallestesie = schopnost vnímat vibrace • polohocit, pohybocit = schopnost vnímat polohu, směr a zrychlení pohybů
Základní pojmy • Anestezie: kompletní ztráta citlivosti v příslušné části těla • Hypestézie: snížení citlivosti • Hyperestézie: zvýšení citlivosti • Parestézie: abnormální somatosensorický vjem vzniklý za nepřítomnosti zevního podnětu (spontánní mravenčení, mrazení, pálení apod.) • Dysestézie: chybné vnímání reálného somatosensorického podnětu (dotek jako pálení, horko jako chlad, apod.) • Allodynie: bolestivý vjem, který je vyvolán podnětem, který bolest obvykle nevyvolá
Nervový systém (NS) - dělení • Dělení NS z anatomického hlediska: – Centrální (CNS) a periferní (PNS) • Dělení NS z fyziologického hlediska: – Somatosenzorický a autonomní systém • Somatosenzorický: – aferentní senzitivní a senzorické informace (hmat, bolest, polohocit, zrak, sluch atd.)
• Autonomní (viscerální): – senzitivní informace z viscerálních orgánů a ovládání hladkých svalů, srdce a exkretorických žláz Neurologická klinika a Centrum klinických neurověd Universita Karlova v Praze, 1. lékařská fakulta a Všeobecná fakultní nemocnice v Praze
Centrální nervová soustava samostatná přednáška • Mícha (jádra a provazce) • Mozek - supratentoriální část:
– Kortex (frontální – temporální – parietální – okcipitální) – Bílá hmota hemisfér (ascendentní a descendentní dráhy, interhemisferální a intrahemisferální spoje)
Funkce korových oblastí: – Symbolické, kognitivní funkce, afektivní funkce, analyticko-syntetické pochody, centrální senzorické analyzátory, centra hybnosti, čití
Centrální nervová soustava • Mícha (jádra a provazce) • Mozek - supratentoriální část: – Kortex (frontální – temporální – parietální – okcipitální) – Bílá hmota hemisfér (ascendentní a descendentní dráhy, interhemisferální a intrahemisferální spoje) – Bazální ganglia samostatná přednáška – Diencephalon • thalamus • hypothalamus • další podkorová j.
Centrální nervová soustava • Mícha (jádra a provazce) • Mozek - supratentoriální část: – Kortex (frontální – temporální – parietální – okcipitální) – Bílá hmota hemisfér (ascendentní a descendentní dráhy, interhemisferální a intrahemisferální spoje) – Bazální ganglia (BG) – Diencephalon (thalamus, hypothalamus, další podkorová jádra) Funkce BG a limbického systému: – Vzpřímené držení, koordinace pohybů, svalového tonu, automatické pohyby, afektivní, kognitivní funkce Funkce diencephalonu: – přepojování informací z vzestupných drah, regulace vegetativního nervstva, endokrinních žláz
Centrální nervová soustava • Mícha (jádra a provazce) • Mozek - supratentoriální část: – Kortex – Bílá hmota hemisfér – Bazální ganglia – Diencephalon
• Mozek - infratentoriální část: – Mozkový kmen (prodloužená mícha, pons, mesencefalon) – Mozeček samostatná přednáška
Centrální nervová soustava • Mícha (jádra a provazce) • Mozek - supratentoriální část • Mozek - infratentoriální část: Mozkový kmen (prodloužená mícha, pons, mesencefalon) Mozeček Funkce mozkového kmene: – vitální funkce (dýchání, srdeční rytmus, bdělost atd.), hlavové nervy, vzestupné dráhy k vyšším centrům a sestupné k míše, koordinace stability, zrakových a sluchových reflexů , svalového tonu Funkce mozečku: – Vzpřímené držení, koordinace pohybů, svalového tonu, automatické pohyby, afektivní, kognitivní funkce
Růžička, Roth wikiskripta
motorická část x aktivace při vnímání pohybu jiného subjektu
sulcus centralis
sensorická část x částečně ovládá svalstvo trupu a končetin
1. paréza – –
2. 3. 4. 5.
centrální periferní
apraxie akineza ataxie dyskinézy – – – –
chorea tik dystonie myoklonus
1. hypestézie – – –
taktilní vibrační algická/termická
2. agnózie 3. ataxie 4. dysestézie – – –
parestézie hyperpatie allodynie
Hybnost k provedení cíleného pohybu je potřeba: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
kosti, klouby, vazy, šlachy sval nervosvalová ploténka periferní nerv (pleteň, kořen) mícha (dráhy, motoneurony) primární motorická kůra premotorická kůra mozeček bazální ganglia
opěrná soustava periferní nervstvo
centrální nervstvo
Hierarchie motorického systému → 3 úrovně řízení (Jackson 1858) 1. prefrontální kůra 2. primární motorická kůra 3. přední rohy míšní / motorická jádra mozkového kmene Neurologická klinika a Centrum klinických neurověd Universita Karlova v Praze, 1. lékařská fakulta a Všeobecná fakultní nemocnice v Praze
Hierarchie motorického systému → úrovně řízení: 1. prefrontální kůra 2. SMA, PMA
3. primární motorická kůra 4. přední rohy míšní / motorická jádra mozkového kmene +
propriocepce, mozeček, bazální ganglia, parietální kůra
Primární motorická kůra (M1)
Suplementární motorická kůra (SMA)
Premotorická kůra (PMA)
Zadní parietální kůra (PPC)
Primární motorická kůra (M1) bok
trup paže ruka
noha obličej
jazyk hrtan
Primární motorická kůra (M1)
Motorický „homunculus“ (Penfield 1950)
bok
trup paže ruka
noha obličej
jazyk hrtan
1. Vyšší kortikální podklady pohybu Mozkové okruhy přípravy a iniciace volního pohybu: 1. Parietální – premotorická kůra 2. Bazální ganglia (BG) – suplementární motorická
kůra
1. Vyšší kortikální podklady pohybu Parietální kůra Přední parietální kůra • Primární senzitivní kůra SI: – – – –
area 3a (svalová propriocepce) 3b (tlak, tah, SV) 1 (dotek, tlak, vibrace) 2 (kloubní aference)
• Sekundární senzitivní kůra SII – area 40 Zadní parietální (asociační)kůra (její rostrální část) – 5a, 5b (kontroluje zrakem provádění složitějších pohybů)
– 7 (srovnává „hmatané“ a „viděným“)
1. Vyšší kortikální podklady pohybu Parietální – premotorická kůra (PMA) premotorická kůra
•
senzori-motorická integrace =
získává vjemy z parietální kůry (senzorický systém) a zajišťuje adekvátní pohybovou reakci
•
uchopení předmětu
•
pohyby generované zevními stimuly
•
„zrcadlové neurony“ – vnímání pohybu jiné bytosti
Haggard, 2008
1. Vyšší kortikální podklady pohybu prefrontální korová oblast
Haggard, 2008
• Integrace většiny senzitivních korových aferencí + • Integrace s limbickým (amygdala) a aktivačním systémem (RF přes talamus) • Motivace, vůle a účelnost pohybu
1. Vyšší kortikální podklady pohybu BG – suplementární motorická kůra (SMA) SMA
• • • •
Bazální ganglia
•
Haggard, 2008
koordinace bilaterálních pohybů rukama plánování sekvencí pohybů pohyby generované vnitřními impulzy aktivace při představě pohybu! výběr žádoucích pohybů a potlačení nežádoucích pohybů
1. Vyšší kortikální podklady pohybu 1. vůle, motivace, účel → abulie ~ (dorsolaterální) prefrontální kůra 2. plán pohybu → apraxie ~ parietální, premotorická kůra (PMA), SMA 3. načasování, spuštění pohybu → akineza ~ suplementární motorická kůra (SMA)
1. Vyšší kortikální podklady pohybu Apraxie: neschopnost vykonat naučený pohyb (není způsobena snížením svalové síly, smyslovou poruchou či poškozenou pamětí – ideativní, ideomotorická, konstrukční – apraxie oblékání a chůze
Area 22, 39, 40 (gyrus temporalis sup, angularis a supramarginalis) = asociační vizuo-kinesteticko-sluchová oblast (vizuo-kinestetické engramy p.) SMA PMA SMA primární motorická kůra (pohyb) Apraxie = léze kdekoliv na dráze uvedené transmise neur. informace
1. vyšší kortikální podklady pohybu Akineza: = neschopnost iniciovat pohyb pro obtížnost výběru či aktivace motorického programu v CNS • Parkinsonova nemoc • destrukce SMA
Neurologická klinika a Centrum klinických neurověd Universita Karlova v Praze, 1. lékařská fakulta a Všeobecná fakultní nemocnice v Praze
2. primární motorická kůra (M1) •
centrální - horní motoneuron
•
vysílá vzruchy
descendentně k periferním – dolním motoneuronům •
dojde k provedení pohybů (síla, rozsah, směr)
2. primární motorická kůra (M1) • • • • •
Tr. corticospinalis (pyramidová dráha); corticobulbaris Název „pyramidová“ vznikl podle průběhu vláken v pyramides medullae oblongatae (Petrovický 2002) Začátek area 4,6 (50% vláken) V. korová vrstva; 1 mil. vláken (35 tis. jsou axony Betzových pyramidových buněk) začátek dráhy je topograficky uspořádán (homonculus) Kortikospinální trakt
Kortikobulbární trakt
pyramidová dráha je tvořena: – parietálně – 40% – M1 – 31% – SMA – 29%
• •
dráha se kříží (80%) v úrovni dolní prodloužené míchy porucha se projeví jako centrální paréza
Neurologická klinika a Centrum klinických neurověd Universita Karlova v Praze, 1. lékařská fakulta a Všeobecná fakultní nemocnice v Praze
2. primární motorická kůra (M1) bilaterální inervace: • • • • • •
horní větev n.VII motorická větev n.V motorická větev n.XI postranní smíšený systém thorakální a abdominální svalstvo bránice
Přímé a nepřímé dráhy Motorické korové dráhy (Petrovický 2002): Přímé motorické dráhy: – corticospinalis – corticonuclearis
Nepřímé motorické dráhy: – – – –
cortico-rubrospinální cortico-reticulospin. cortico-tectospinální cortico-vestibulospin.
Tr. cortico-tectospinalis
• •
•
•
• •
Area 8, 17, 18, 19, 6, 7 Průběh jako dráha pro okohybná jádra Vlákna z 8, 17-19 v povrchových vrstvách tekta; dále do hlubokých (kde končí vl. z 6 a 7) Ovlivnění složitého centra v tektu koordinujícího zrakové, sluchové, senzitivní, mozečkové, hybné a vegetativní vjemy Tr. tectospinalis hlavně do krční míchy Zajišťuje motoriku hlavy a krku v návaznosti na zrakové impulzy, impulzy z a.8, z okruhů BG atd.
Tr. cortico-reticulospinalis
• • •
• • •
• •
Area 4, 6, 3, 2, 1 Průběh jako kortikospinální dráha Vlákna pro RF odstupují dorzálně v celém průběhu mozkového k. (zkříženě i nezkříženě) Motorická část v med. jádrech pontu a oblongaty Tr. reticulospinalis Působení facilitačně i inhibičně Ovlivnění motoneuronů (hlavně gama) velký význam při řízení sv. tonu
Tr. cortico-rubrospinalis
• Area 4, 6, 5 • Průběh jako kortikospinální dráha po mesencephalon • V crura cerebri se oddělí vlákna pro ncl. ruber (projekce je nezkřížená) • Z velkobuněčné části tr. rubrospinalis (pod vlivem eferentů z mozečku); ext. flexorů-hlavně distální svaly, inh. extenzorů • Eference z malobuněčné části do dolní olivy (a do mozečku) a talamu (a do mozkové kůry)
Tr. cortico-interstitiovestibulospinalis
• Dvouneuronové spojení přes ncl. interstitialis Cajali (mesenceph. při sub. nigra) • Ncl. Cajali spojen oboustr. s vestibulárními a motorickými jádry okohybných nervů (FLM) • Tr. vestibulospinalis do předních provazců hlavně na motoneurony axiálního sv. (vzpřímené držení trupu a šíje) • Excituje extenzory, inhibuje flexory
Přímé a nepřímé dráhy dorsolaterální systém = jemná motorika drobných akrálních svalů
ventromediální systém = kontrola udržování rovnováhy a hybnost proximálních a antigravitačních svalů
Přímé a nepřímé dráhy • porucha dorsolaterálních drah – – – –
izolovaná léze způsobí chabou parézu není spasticita ! postupně se navrací síla přetrvává zpomalení pohybů a omezení jemné motoriky prstů
• porucha ventromediálních drah – postižení rovnováhy a svalového tonu (spasticita) – oslabení kořenových svalů končetin
2. Primární motorická kůra (M1) paréza/ plegie: = (obrna, ochrnutí) částečné/ úplné zhoršení ovladatelnosti svalu spojené s poklesem síly – –
•
centrální periferní
cévní mozkové příhody, úrazy, záněty…
2. primární motorická kůra (M1) paréza/ plegie:
2. Primární motorická kůra (M1) paréza/ plegie: hemiparéza
2. Primární motorická kůra (M1) paréza/ plegie: monoparéza
2. Primární motorická kůra (M1) paréza/ plegie: paraparéza
2. Primární motorická kůra (M1) paréza/ plegie: kvadruparéza
3. Míšní řízení hybnosti • míšní motoneuron + axon + sval = konečná společná dráha • po jejich zničení není možný jakýkoliv pohyb (volní, automatický, posturální i reflexní) • porucha se projeví jako periferní paréza
Motorická jednotka
3. Míšní řízení hybnosti
3. Míšní řízení hybnosti
3. Míšní řízení hybnosti funkce míšního segmentu
Reflexní oblouk
3. Míšní řízení hybnosti Mechanismy míšní kontroly hybnosti 1. Napínací myotatický reflex svalová vřeténka → délka svalového vlánka 2. Inverzní napínací reflex Golgiho šlachová tělíska → napětí svalu 3. Obranný flekční reflex sensory bolesti → ochrana před poškozením 4. „Central pattern generator“ vytváření jednoduchých rytmických pohybů
Svalové vřeténko
Myotatický reflex
Neurologická klinika a Centrum klinických neurověd Universita Karlova v Praze, 1. lékařská fakulta a Všeobecná fakultní nemocnice v Praze
Myotatický reflex
Obrácený myotatický reflex
Obranný flekční reflex
central pattern generator = umí udržet v činnosti chůzový automatismus
Horní motoneuron
• • • • •
↓ síla ↑ svalové napětí ↑ reflexy (klonus) pyramidové jevy iritační není atrofie
• distribuce hemi- para- kvadru• HK - extenze, supinace • DK - flexe
Dolní motoneuron
• • • • •
↓ síla ↓ svalové napětí ↓ reflexy hypotrofie fascikulace
• distribuce kořen, plexus, nerv
subkortikální a kortikální motivační oblasti (DLPFC…)
podnět k akci výběr pohybu
sensorická zpětná vazba
asociační kůra (SMA) BG
mozeček
plán pohybu začátek pohybu
thalamus primární motorická kůra (SM1)
vykonání pohybu
mozkový kmen
opěrná motorika
míšní neurony
reflexy
motorické jednotky
svalová délka a napětí
