Facultatea de Medicină Veterinară Iaşi

FIZIOLOGIE I

CURS PENTRU STUDENŢII DIN ANUL II

Conf.dr. Geta Pavel

1. Noţiunea de informaţie şi semnal2. Organizarea generală a sistemului nervos3. Morfofiziologia neuronului4. Fiziologia sistemului nervos somatic5. Fiziologia sistemului nervos vegetativ6. Activitatea reflexă a sistemului nervos7. Activităţi nervoase superioare

Fiziologia sistemului nervos

1. Noţiunea de informaţie şi semnal

• Termenii de informaţie şi semnal:– Informaţia – variaţie energetică cu valoare de mesaj despre

evenimentele din mediul extern sau intern (stimul care declanşează o reacţie din partea organismului).

– Forma de preluare şi transmitere a informaţiei către SN este alta decât cea din mediu – impulsul (influxul) nervos.

– Transformarea unei forme de energie în altă formă de energie –transducţie; organul receptor care transformă diversele forme energetice din mediu (lumina, căldura, frigul, sunetul, energia mecanică, chimică etc.) în energie electrică (impuls nervos) se numeşte transductor.

– Substratul material al informaţiei este semnalul – totalitatea impulsurilor ce codifică un mesaj (“trenuri“ de impulsuri).

1. Noţiunea de informaţie şi semnal

• Sistemul nervos ca sistem cibernetic:– Informaţia ajunsă la SN – 107 biţi pe secundă – este prelucrată

în mod inconştient aproape în totalitate, doar 1 % fiind prelucrată conştient.

– Părţi componente ale SN ca sistem cibernetic complex:• Un sistem de intrare a informaţiei : organele receptoare (“ferestrele“

organismului);• Un sistem de transmitere a informaţiei: căi nervoase senzitivo-

senzoriale / aferenţe;• Un sistem de prelucrare a informaţiei: reţele neuronale complexe

(centrii nervoşi)• Un sistem de ieşire şi distribuţie a mesajelor către organele

efectoare: căi motorii şi vegetative/ eferenţe.

RECEPTORI

(transductori)

EFECTORI

(organe de execuţie)

Aferenţe EferenţeSistem de prelucrare şi elaborare a senzaţiilor

şi comenzilor (SNC)

2. Organizarea generală a sistemului nervos

• Clasificarea sistemului nervos :

– Criteriul funcţional:• SN somatic (de relaţie) – SNS• SN vegetativ (autonom) - SNV

– Criteriul topografic:• SN central (componenta intranevraxială) – SNC• SN periferic (componenta extranevraxială) - SNP

2. Organizarea generală a sistemului nervos

• Schema de organizare a sistemului nervos– SNC:

• Encefal (creier): – Creierul superior (mare)

» Telencefal: EC, CS, SL» Diencefal: T, HT, ET

– Trunchiul cerebral» Mezencefal: TQ, Pd.C» Metencefal: puntea (protuberanţa)» Mielencefal: bulbul rahidian

– Cerebelul (creierul mic) aparţine• Măduva spinării (cervicală, toracică, lombară, sacrală)

– SNP• Nervi (cranieni şi rahidieni)• Ganglioni (vegetativi)

SNC

SNP

SN de broascăMăduva spinării

Bulb Mezencefal DiencefalTelencefal

Telencefal

SN de mamifer

Diencefal Mezencefal

Metencefal

Mielencefal

E.C.

TTQ

PB

Cb

2. Organizarea generală a sistemului nervos

• Meningele– Dura mater– Arahnoida– Pia mater

2. Organizarea generală a sistemului nervos

• Cavităţile ependimare(sistemul ventricular cerebral)– Ventriculii laterali (I, II)– Ventriculul III– Ventriculul IV– Canalul ependimar

2. Organizarea generală a sistemului nervos

• Lichidul cefalorahidian (LCR) – Producere– Circulaţie – Drenare

Recoltarea LCR

Recoltarea LCR se face din spaţiul subarahnoidian diferenţiat la om şi animale.

-La om din regiunea lombară (foto);

- La animale din spaţiul dintre occipital şi prima vertebră cervicală.

LCR este utilizat pentru investigaţii biochimice, hematologice şi bacteriologice, în scop de diagnostic al unor afecţiuni neurologice.

Caz clinic – cresterea presiunii intracraniene

2. Organizarea generală a sistemului nervos

• Substanţa albă şi substanţa cenuşie– Substanţa albă – asocieri de fibre mielinizate (mielina –

fosfolipid ce dă culoarea albă) – Substanţa cenuşie – aglomerări de some neuronale

– Localizare: • în M.S. la exterior substanţa albă, la interior substanţa cenuşie, în

forma literei H;• în E.C. substanţa cenuşie formează la exterior cortexul cerebral;

iar la inerior s. albă este reprezentată de corpul calos.• în regiunile subcorticale, s. cenuşie apare la interior sub formă de

nuclei.

2. Organizarea generală a sistemului nervos

• Celulele sistemului nervos– Neuroni

• Pseudounipolari• Bipolari• Multipolari

– Celule gliale :• Microglii• Astrocite• Celule ependimare• Oligodendrocite• Celule Schwann

CELULE GLIALE

3. Morfofiziologia neuronului

• Morfologia neuronului (vezi Biologia celulară):– Părţile componente ale neuronului şi funcţiile sale:–

• Soma (corpul celular, pericarionul) neuronului • Prelungirile neuronale: dendritele şi axonul

– Dendritele: aparatul receptiv major al neuronului– Soma: rol de prelucrare şi integrare a semnalelor

primite, de elaborare a unui nou semnal; activitate metabolică

– Axonul: rol de conductibilitate; transport axoplasmic.– Butonii terminali (terminaţii axonale): rol în

transmiterea sinaptică

Dendrite:aparat receptiv al neuronului

Pericarion: prelucrare, integrare; activitate

metabolică

Axon: conductibilitat,

transport axoplasmic

Terminaţii axonale:

transmiterea sinaptică

Organizarea neuronilor:

– In SNC, somele neuronale se grupează pentru a forma nuclei, cu funcţii specifice; prelungirile neuronale se întrepătrund şi dau naştere unor reţele nervoase (de exemplu, formaţia reticulată) sau se asociază în mănunchiuri şi dau naştere tractusurilor, fasciculelor şi lemniscurilor nervoase.

– In SNP, grupările de neuroni formează ganglioni sau plexuri nervoase intramurale (în pereţii organelor interne); iar mănunchiurile de axoni formează nervii.

Organizarea neuronilor în SNC

Nuclei

Tractusuri, fascicule

Organizarea neuronilor în SNP

GanglioniNervi

Organizarea neuronilor în SNP

Plexuri nervoase intramurale

Proprietăţile unui neuron

• Excitabilitatea neuronală• Geneza influxului nervos• Conductibilitatea • Transmiterea sinaptică

Excitabilitatea neuronală• Definiţie: capacitatea neuronului de a răspunde prin geneza

influxului nervos atunci când asupra sa acţionează un stimul.• Clasificarea stimulilor în funcţie de intensitatea lor:

– Liminali (de prag), stimulii de cea mai mică intensitate ce determină apariţia unui potenţial de acţiune;

– Subliminali (sub nivelul de prag), stimulii care nu declanşează un influx nervos, ci numai un potenţial local;

– Supraliminali (peste nivelul de prag), care declanşează un potenţial de acţiune, identic cu cel obţinut prin acţiunea stimulului de prag.

• Legea tot sau nimic, valabilă în cazul neuronului, are următoarea semnificaţie: odată ce pragul e atins se declanşează răspunsul maxim.

Excitabilitatea neuronală• Potenţiale locale sau răspunsul local : la acţiunea stimulilor

subliminali nu apare un PA, ci doar modificări de permeabilitate ionică şi de polaritate electrică, în sensul depolarizării sau hiperpolarizării.– PL este gradat, – nu se propagă, – se supune sumaţiei temporo-spaţiale (se însumează efectele

stimulilor ce acţionează simultan în acelaşi punct al membranei sau concomitent în zone membranare diferite).

• Perioada refractară: poate fi absolută şi relativă– PRA, perioada în care n. nu declanşează nici un răspuns dacă

stimulii se repetă la intervale foarte scurte de timp (al doilea stimul găseşte neuronul în timpul derulării PA anterior).

– PRR, perioada în care neuronul îşi reface excitabilitatea şi declanşează un PA, dar la un prag de excitabilitate mai ridicat.

Geneza influxului nervos

• Ce este influxul nervos : modificarea pasageră a stării biologice a membranei neuronului, urmată de un răspuns electric (potenţial local şi potenţial de acţiune).

• Posibilităţile de geneză a i.n în organism:– Autoexcitare, prin depolarizare lentă spontană (centrii nervoşi

capabili de automatism);– Excitarea unei celule nervoase prin mesajul chimic primit de la un

alt neuron;– Excitaţia terminaţiei senzitive a unui neuron prin acţiunea unui

excitant asupra unei formaţiuni specializate – receptor.

1. Autoexcitare

Na

2. Excitaţie prin mediatori chimici eliberaţi la nivelul sinapselor interneuronale

3. Excitaţia nervilor senzitivi prin stimularea unor receptori specifici

Corpuscul Paccini

Potential de receptor

3. Excitaţia nervilor senzitivi prin stimularea unor receptori specifici

Retina

n.opticFlux de lumina

Potential de receptor

Conductibilitatea nervoasă

• Definiţie : conducerea i.n. în lungul prelungirilor neuronale• Mecanismul conductibilităţii nervoase:

– In fibrele amielinizate, din aproape în aproape prin curenţii Hermann;– In fibrele mielinizate, saltatoriu, din nod Ranvier în nod Ranvier;

• Sensul conducerii nervoase: – ortodromic; antidromic– centripet; centrifug.

• Viteza conducerii nervoase:– Fibre de tip A, mielinizate: 2-20 µm, 21-120 m/s;– Fibre de tip B, mielinizate: 0,5-2 µm, 3-15 m/s;– Fibre de tip C, amielinizate: 0,5-2 µm, 0,5-2 m/s;

• Legile conductibilităţii nervoase (curs).

Tipuri de fibre nervoase dupa viteza de conducere

Fibre senzitive pentru durere, presiune, temperaturafibre vegetative postganglionare

0.2-20.1-1C

Fibre vegetative preganglionare3-141-3B

Fibre senzitive pentru durere, temperatura, presiune

5-151-4A-delta

Fibre senzitive pentru tact, durereFibre motorii gamma

15-404-8A-gamma

Fibre senzitive pentru tact, proprioceptie.

40-708-13A-beta

Fibrele motorii alfa, fibelesenzitive ale fusurilorneuromusculare, fibre senzitiveale org. tendinoase, fibrelesenzitive pentru tact

70-12013-22A-alpha

Functii generaleViteza de conducerem/sec

Diametru(micrometri)

Tipuri de fibre

Transmiterea sinapică• Definiţie : conexiunea funcţională dintre două celule nervoase sau dintre un

neuron şi un efector se numeşte sinapsă.• Tipuri de sinapse:

– După morfologie: interneuronale; neuro-efectoare (vezi simulareLP)– După modul de transmitere a i.n.: chimice; electrice.

• Componentele sinapsei chimice: pol emiţător şi pol receptor.– Regiunea presinaptică – butonul terminal al axonului neuronului 1;– Regiunea postsinaptică – membrana neuronului 2 sau celulei efectoare;– Fanta sinaptică – spaţiul extracelular.

• Caracteristicile funcţionale ale sinapsei:– Unidirecţionalitatea (polarizaţia);– Fatigabilitatea (oboseala);– Intârzierea sinaptică (latenţa).

• Etapele funcţonării sinapsei:– Sinteza mediatorului chimic– Eliberarea mediatorului chimic– Interacţiunea mediator chimic-receptor– Inactivarea mediatorului chimic

Sinapsa interneuronală

Sinapsa neuro-efectoare

Sinapsa electrică

Sinapsa chimică

Sinapsa – funcţie de integrare (convergenţă centrală)

Circuite neuronale• Divergent (un singur neuron transmite informatia unui numar mai mare de

neuroni) = amplificare• Convergent (un neuron primeste mesaje excitatorii si inhibitorii de la un numar

imens de alti neuroni; acesta “va decide” transmiterea sau blocarea transmiteriimesajului mai departe) = integrare

• Reverberant (ultimul neuron dintr-o serie de neuroni trimite o colaterala primuluineuron) = memorare (repetarea aceluiasi impuls); descarcari ritmice.

Bariera hemato-encefalica

Bariera hemato-encefalica

Glucoza este substratul energetic principal al neuronului

Caz clinic – Hipoglicemia