Budowa i funkcja układu nerwowego

Centralny układ nerwowy

Centralny układ nerwowy jest reprezentowany przez dwa główne elementy – są to mózg i rdzeń kręgowy.

Mózg jest w istocie głównym centrum kontrolnym, podczas gdy rdzeń kręgowy służy do zapewniania połączeń między mózgiem a resztą ciała.

• Mózg właściwy - cerebrum: Jest to największa część i odpowiada za przetwarzanie informacji ze świata zewnętrznego, związanych ze zmysłami (odczuciami), ruchami, emocjami i funkcjami poznawczymi. Ludzki mózg właściwy odpowiada za wysoko rozwinięte funkcje poznawcze i naszą zdolność do rozumowania, analizowania, a także przejawiania kreatywności i tworzenia. Anatomicznie dzieli się na dwie półkule (lewą i prawą), które służą do kontrolowania przeciwległej części ciała.
• Móżdżek - cerebellum: Odpowiada głównie za koordynację ruchów i utrzymanie pozycji ciała w świecie zewnętrznym.
• Pień mózgu: Jego rolą jest bezpośrednia kontrola nad życiowo ważnymi funkcjami organizmu, takimi jak oddychanie, rytm serca i ciśnienie krwi.

Rdzeń kręgowy znajduje się wzdłuż kręgosłupa i służy jako „centrum dystrybucyjne” przy przekazywaniu impulsów nerwowych między mózgiem a obwodowym układem nerwowym (OUN).

Komórki nerwowe, z których się składa, służą do przekazywania i odbierania sygnałów dla funkcji motorycznych i zmysłowych.

Obwodowy układ nerwowy (OUN)

Obwodowy układ nerwowy składa się ze wszystkich pozostałych nerwów, które rozgałęziają się od części centralnego układu nerwowego, a konkretnie od rdzenia kręgowego do pozostałych części ciała.

Dzieli się na dwa główne rodzaje: somatyczny układ nerwowy i autonomiczny układ nerwowy.

Somatyczny układ nerwowy

Kontroluje ruchy dowolne, które są realizowane przez mięśnie szkieletowe układu ruchu. Somatyczny układ nerwowy służy do przekazywania sygnałów z CUN do mięśni, ale także do przesyłania informacji zmysłowych (z skóry i innych narządów zmysłów) do CUN.

Autonomiczny układ nerwowy

Autonomiczny układ nerwowy służy do kontrolowania niedobrowolnych funkcji organizmu. Są to takie funkcje jak czynność serca, oddychanie, trawienie i funkcjonowanie gruczołów.

Z kolei dzieli się na dwa pododdziały:

• Sympatyczny układ nerwowy: Odpowiada za reakcje organizmu na stres, kierując odruchem „walcz lub uciekaj” poprzez wydzielanie adrenaliny, co w praktyce kontroluje rytm serca, przyspiesza oddychanie i rozszerza drogi oddechowe. Odpowiada za uwalnianie dużej ilości glukozy do krwi, która jest potrzebna organizmowi w sytuacjach nagłych.
• Parasympatyczny układ nerwowy: Jego działanie jest przeciwne do działania sympatycznego układu nerwowego i wyraża się w przywracaniu i relaksacji organizmu, spowalnia rytm serca, obniża ciśnienie krwi i aktywuje procesy takie jak trawienie.

Struktura neuronu

Pomimo dużej różnorodności komórek nerwowych w ludzkim układzie nerwowym, pod względem strukturalnym w dużej mierze są one do siebie podobne.

Struktura neuronów obejmuje:

• Ciało (soma) - ta część komórki nerwowej zawiera jądro i cytoplazmę, gdzie zachodzą procesy życiowe podtrzymujące życie komórki.
• Dendryty - są to rozgałęzione, przypominające gałęzie struktury, które odbierają sygnały od otaczających neuronów i przekazują je do ciała komórki.
• Akson - długi, przypominający nić wyrostek, który przewodzi sygnał od komórki nerwowej do innych neuronów lub komórek mięśniowych.
• Synapsy - są to części neuronu, za pomocą których realizowana jest komunikacja między poszczególnymi komórkami. W synapsach impulsy elektryczne wyzwalają uwalnianie neuroprzekaźników, które pokonują odległość między dwoma synapsami w celu przekazania sygnału z jednego neuronu na drugi.

Neurotransmisja lub przekazywanie sygnału między poszczególnymi neuronami

Neurony komunikują się między sobą za pomocą sygnałów elektrochemicznych.

Złożony proces przekazywania sygnału obejmuje aktywny transport jonów przez błonę komórkową neuronu, co z kolei generuje impulsy elektryczne. Przesuwają się one wzdłuż aksonu, a gdy dotrą do synapsy, uwalniają odpowiednie neuroprzekaźniki.

Łuk odruchowy

Łuk odruchowy to bezpośrednia ścieżka, która służy sygnałowi nerwowemu do wywołania niedobrowolnej odpowiedzi – na przykład, gdy gwałtownie cofasz rękę po dotknięciu bardzo gorącej powierzchni. Ten łuk obejmuje neurony czuciowe, interneurony w rdzeniu kręgowym i neurony ruchowe, które omijają mózg, aby wywołać maksymalnie szybką reakcję.

Funkcja czuciowa (zmysłowa)

Funkcja czuciowa obejmuje wykrywanie zmian w środowisku zewnętrznym, jak również wewnątrz organizmu. Wyspecjalizowane receptory czuciowe odpowiadają za zbieranie tych informacji i przekazywanie ich do odpowiednich części CUN w celu przetworzenia za pośrednictwem neuronów aferentnych.

Te receptory mogą wykrywać różne bodźce, takie jak światło, dźwięk, temperatura, ciśnienie, zmiany chemiczne.

Receptory dla tych wymienionych bodźców znajdują się odpowiednio w narządach:

• Układu wzrokowego (oczy)
• Układu słuchowego (uszy)
• Układu przedsionkowego (aparat przedsionkowy)
• Układu węchowego (nos i neurony przekazujące sygnały chemiczne) itp.

Funkcja ruchowa (motoryczna)

Funkcja ruchowa odpowiada za wysyłanie sygnałów z centralnego układu nerwowego do mięśni i gruczołów w odpowiedzi na informacje czuciowe otrzymane od odpowiednich receptorów.

Neurony ruchowe (eferentne) wykonują odpowiednie polecenia, co pozwala nam wykonywać ruchy dobrowolne lub niedobrowolne. Ta funkcja umożliwia układowi nerwowemu kontrolowanie różnych narządów i systemów w organizmie.

Funkcja integracyjna

Funkcja integracyjna układu nerwowego wyraża się w przetwarzaniu i interpretowaniu informacji z układu czuciowego, co pozwala mózgowi podejmować decyzje.

Ta funkcja obejmuje integrowanie informacji czuciowych, przechowywanie ich jako pamięci i umożliwia podejmowanie decyzji na podstawie tych informacji.

Centralny układ nerwowy syntetyzuje informacje i umożliwia tworzenie myśli, rozumowania, emocji i odpowiedzi, które są przekazywane za pośrednictwem neuronów ruchowych, aby zainicjować odpowiednie działania.

Trzy główne funkcje układu nerwowego działają w pełnej synchronizacji i harmonii, co umożliwia funkcjonowanie organizmu na wysokim poziomie i jego adaptację do zmian wszelkiego rodzaju.

Choroby zwyrodnieniowe

Choroby zwyrodnieniowe układu nerwowego są związane z postępującą utratą neuronów lub zaburzeniem ich funkcjonalności.

Z czasem te choroby mają tendencję do pogarszania się i mogą prowadzić do poważnej i znaczącej niepełnosprawności fizycznej i umysłowej.

Przykładami takich chorób są choroba Alzheimera, choroba Parkinsona i stwardnienie zanikowe boczne.

Choroby obwodowego układu nerwowego

Choroby obwodowego układu nerwowego dotyczą nerwów poza mózgiem i rdzeniem kręgowym.

Wśród najczęstszych chorób OUN są obwodowa neuropatia i zespół Guillain-Barré.

Choroby czuciowe

Uszkodzenie narządów zmysłów i funkcji wpływa na zdolność organizmu do odbierania bodźców takich jak dotyk, dźwięk i obrazy.

Mogą one opierać się na uszkodzeniu nerwów, odpowiedzialnych za wykonywanie tych funkcji lub różnych obszarów mózgu, które odbierają informacje.

Takimi chorobami są optyczne zapalenie nerwu i utrata słuchu.

Choroby demielinizacyjne

Choroby demielinizacyjne to stany, w których niszczona jest osłonka mielinowa neuronów, której celem jest ochrona włókien nerwowych i poprawa prędkości przekazywania impulsów.

Jedną z takich chorób jest stwardnienie rozsiane. Jest to autoimmunologiczna choroba demielinizacyjna, w której własny układ odpornościowy niszczy osłonkę mielinową różnych neuronów w mózgu. Prowadzi to do osłabienia mięśni, zaburzeń widzenia, zmęczenia i często występują epizody remisji i nawrotów.

Choroby zakaźne

Niektóre infekcje bezpośrednio atakują tkankę nerwową, prowadząc do stanu zapalnego i uszkodzenia określonych struktur, związanych z zaburzeniem różnych funkcji.

Takimi chorobami są zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych i zapalenie mózgu.

Uraz traumatyczny układu nerwowego

Urazy mogą dotyczyć zarówno mózgu, jak i kręgosłupa, a ich konsekwencje często mają poważne skutki i wymagają interwencji chirurgicznej oraz długiego procesu rehabilitacji.

Wśród tego rodzaju urazów są traumatyczne uszkodzenie mózgu i uraz rdzenia kręgowego.

Zaburzenia krążenia

Uszkodzenie naczyń krwionośnych, które zaopatrują układ nerwowy w krew, składniki odżywcze i tlen, może prowadzić do tzw. udaru.

Jest on wynikiem zaburzenia dopływu krwi z powodu zablokowania (udar niedokrwienny) lub naruszenia integralności naczynia krwionośnego (udar krwotoczny). Rezultat prawie zawsze wiąże się z trwałym uszkodzeniem tkanki mózgowej, w zależności od różnych czynników.

Choroby i patologie układu nerwowego obejmują szeroki zakres stanów, które mogą dotyczyć zarówno centralnego, jak i obwodowego układu nerwowego.

Niektóre z nich postępują stopniowo z czasem, inne mogą wystąpić nagle w wyniku urazu, infekcji i innych czynników. Leczenie jest zawsze specyficzne i może obejmować od przyjmowania leków po poważne interwencje chirurgiczne.

Jakie są dwa główne działy układu nerwowego?

Układ nerwowy dzieli się głównie na centralny układ nerwowy i obwodowy układ nerwowy.

Jakie są główne funkcje układu nerwowego?

Układ nerwowy jest odpowiedzialny za synchronizację w organizmie i za realizację każdego procesu i funkcji.

Jakie są najczęstsze choroby zwyrodnieniowe układu nerwowego?

Najbardziej znane i badane choroby układu nerwowego, związane z utratą funkcji i obumieraniem neuronów, to choroba Alzheimera i choroba Parkinsona.

Źródła

• https://pressbooks-dev.oer.hawaii.edu/anatomyandphysiology/chapter/basic-structure-and-function-of-the-nervous-system/
• https://www.jove.com/science-education/14883/functional-divisions-of-the-nervous-system