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