I. Idegrendszer KRK SZILÁDY ÁRON GIMNÁZIUMA FOT - 12. ÉVFOLYAM Biológia Az 1. beszámoló tananyaga 1. Szerepe: - a szervezet összehangolt működését biztosítja - a külvilág ingereinek felvétele, feldolgozása, válaszadás 2. Fogalmak: - inger: az a környezeti hatás, ami választ vált ki a szervezetből - ingerület: inger hatására bekövetkező anyagcsere változás - receptor: a környezet ingereinek felfogására, ingerületté alakítására módosult sejtek. Inger alapján lehet foto- (fény), kemo-(kémiai), mechano- (mechanikai), termoreceptor (hő) 3. Idegszövet felépítése: a) idegsejt (neuron): - az idegrendszer alaki és működési egysége - felépítése: sejttest, dendrit (sok, rövid nyúlvány, szerepe az ingerület felvétele és továbbítása a sejttest felé), axon (egy, hosszú nyúlvány, ingerületet szállít a sejttest felől az axonvég felé), végfácska (az axon végének elágazásai) - neuron típusai: érzőneuron (ingerület felvétele és szállítása), interneuron (ingerület szállítása, kapcsolattartás az idegsejtek között), mozgatóneuron (a választevékenységet végző szerveket idegzi be) b) támasztósejt: - szerepe: védelem, idegsejtek táplálása, az axon körül velőshüvely létrehozása (az axonnak azt a részét ahol nincs velőshüvely, befűződésnek nevezzük). A velőshüvellyel körülvett axont idegrostnak nevezzük. 4. Reflex: - az idegrendszer válasza egy adott ingerre - reflexív, reflexkör 5. Elemi idegjelenségek: a) ingerület keletkezése: - Minden nyugalmi állapotú sejtre jellemző a nyugalmi potenciál, melynek értéke: -90mV. Kialakulásának lényege: a sejtek belsejében nagy mennyiségű kálium ion van,a sejten kívüli térben pedig sok nátrium ion van. Ezt az állapotot a nátrium-kálium pumpa tartja fenn, ami a sejthártyában található. A sejt belsejében még negatív töltésű fehérjék vannak, amelyek nem képesek a sejthártyán keresztül kijönni a sejtből. Emiatt a sejt belseje negatív töltésű. Inger hatására ideg és izomsejtek esetén nátrium ionok áramolnak a sejt belsejébe, emiatt a sejt belseje pozitív töltésű lesz. Ezt kis idő múlva a kálium ionok kismértékű kiáramlása is követi. Ekkor is mérhető egy feszültség, amelyet akciós potenciálnak hívunk és értéke +20-30 mv. Ezután visszaáll az eredeti állapot, amelyet a nátrium-kálium pumpa végez. A sejtből kipumpálja a nátrium ionokat és helyükre kálium ionokat juttat. 1
b) Ingerület vezetése: - dendriten és csupasz axonon az ingerület pontról pontra halad. Ez egy lassú ingerület vezetést jelent - velőshüvelyes axonon befűződésről befűződésre ugrásszerűen terjed az ingerület. Ez egy gyors vezetést jelent c) Ingerület átadása: - A szinapszisoknál történik. A szinapszis felépítése: axonvég, szinaptikus rés, fogadó sejt (lehet idegsejt, izomsejt, mirigysejt) - A szinaptikus rés alapján 2 típusa van a szinapszisnak: a) elektromos szinapszis: a szinaptikus rés nagysága kicsi, 2-3 nanométer, az ingerület átugrik a fogadó sejtre b) kémiai szinapszis: nagy a szinaptikus rés, 20-30 nanométer, ekkor ingerület átvivő anyagra van szükség, ami az axonvégben lévő szinaptikus hólyagokban található. Ezekből ingerület hatására felszabadul az ingerületátvivő anyag, ami a szinaptikus résen keresztül eljut a fogadó sejtre és ott megkötődik a fogadó sejt receptorán és kiváltja a megfelelő választ. Ez lehet serkentő szinapszis: ekkor a fogadó sejten akciós potenciál keletkezik. Lehet gátló szinapszis: ekkor negatív töltésű klorid ionok áramolnak a fogadó sejtbe, így nem tud létrejönni akciós potenciál. 6. Az ember központi idegrendszere: Az embernek csőidegrendszere van. Két részből áll: 1. központi idegrendszer, ami az idegi választevékenységet hozza létre, ez az agy és a gerincvelő 2. környéki idegrendszer: a központi idegrendszert köti össze a beidegzett szervekkel, ide tartoznak az agyidegek, gerincvelői idegek és dúcok a) gerincvelő: - a gerinccsatornában helyezkedik el, az öreglyuktól a 2. ágyéki csigolyáig folyamatosan, onnantól idegfonalak lépnek ki - szelvényes felépítésű (31 darab szelvény) - kívülről 3 rétegű agyhártya borítja, amelynek 2 belső hártyája között agyfolyadék található, melynek szerepe a védelem - szakaszai: nyaki, mellkasi, ágyéki, keresztcsonti - keresztmetszeti képe: (tk.131/186) - belül található a szürkeállomány, amelyet neuronok sejttestjei építenek fel. Ennek részei: elülső szarv, amely mozgató neuronokat tartalmaz, hátsó szarv, amely interneuronokat tartalmaz. Közepén található a központi csatorna, amelyben agyfolyadék található. - kívül van a fehérállomány, amelyet idegrostok alkotnak, ezek idegkötegeket hoznak létre. Ennek részei: elülső köteg, amely mozgató rostokat tartalmaz, innen indulnak a leszálló vagy más néven mozgató pályák, oldalsó köteg és a hátulsó köteg, amely érző rostokat tartalmaz, innen indulnak a felszálló vagy érzőpályák. - a gerincvelőhöz 31 pár gerincvelői ideg tartozik, amelyek hátsó illetve elülső gyökérrel kapcsolódnak a gerincvelőhöz. - szerepe: reflex központ, például térdreflex b) agyvelő: - kívülről 3 rétegű agyhártya borítja, ami ugyanaz, mint a gerincvelő esetében - a központi csatorna folytatása az agykamrák, amelyekben az agyfolyadék termelődik - részei: (tk. 132/188) 1. agytörzs: 2
- részei: nyúltvelő (közvetlenül a gerincvelő folytatása, fontos központok vannak benne: érszűkítés, értágítás, belégzés, kilégzés, nyálkahártyareflexek például köhögés, tüsszentés, hányás) híd: szerepe a többi agyterülettel való kapcsolattartás középagy: pupillareflex és a testtartás központja 2. köztiagy: az agytörzs felett található részei: talamusz: itt található a felszálló pályák utolsó átkapcsolása hipotalamusz: hormonrendszer központja, vegetatív központokat is tartalmaz például: éhség-jóllakottság központja, szomjúság, hűtő-fűtő központ 3. kisagy: agytörzs mögött található, 2 féltekéből áll, mozgás koordináció és az egyensúlyozás központja 4. nagyagy: - 2 féltekéből áll, amelyeket egy hosszanti hasadék választ el egymástól - tekervények és barázdák vannak a felületén, amelyeknek felületnövelő szerepe van - lebenyei: homlok, halántéki, fali, nyakszirti - keresztmetszeti képe ( tk: 133/189,190): - kívül van a szürkeállomány, amely kb. 3mm vastag, agykéregnek is hívják, idegsejtek sejtoszlopaiból áll, 10 milliárd neuront tartalmaz - belül van a fehérállomány, amelyekben idegpályák találhatók és törzsmagvak (neuronok sejttestjeinek tömörülése) - szerepe: érző és mozgató működések központja 7. Az ember környéki idegrendszere: Részei: a) gerincvelői idegek: - 31 pár van belőlük - kevert idegek: érző és mozgató rostokat is tartalmaznak b) agyidegek: - 12 pár van belőlük - római számokkal jelölik őket - működés alapján: vannak érző agyidegek (I. szagló, II. látó, VIII. halló és egyensúlyozó agyideg), mozgató agyidegek, kevert agyidegek (X. bolygóideg: a belső szerveket idegzi be. c) dúcok: idegsejtek tömörülése a környéki idegrendszerben 8. Vegetatív idegrendszer: Az idegrendszer működés szempontjából 2 részre osztható: a) Szomatikus vagy akaratlagos idegrendszer: ebben az esetben az idegrendszer a külvilág ingereire válaszol b) Vegetatív idegrendszer: ebben az esetben az ingerek a belső szervekből jönnek, szerepe: az önfenntartó működések szabályozása, a szervezet belső egyensúlyának fenntartása. Hatás alapján két részre osztható: A) szimpatikus idegrendszer: vészhelyzetben működik, a szervezet tartalékait felszabadítja, a lebontó folyamatok túlsúlya jellemző, minden szerv működése felgyorsul, kivéve a tápcsatornát, ingerületátvivő anyaga az adrenalin B) paraszimpatikus idegrendszer: visszaállítja a szervezet tartalékait, a felépítő folyamatok túlsúlya jellemző, a belső szervek működése visszaáll az eredeti szintre, kivéve a tápcsatornát 3
C) Minden szervünk kettős beidegződésű, azaz szimpatikus és paraszimpatikus rostokat is tartalmaz. 9. Az idegrendszer mozgató működése A szervezet izmait is az idegrendszer működteti. Inger hatására az aktinszálak becsúsznak a miozinszálak közé, így megrövidül az izom, vagyis megtörténik az összehúzódás. Harántcsíkolt izmoknál mozgató neuronok, simaizmoknál vegetatív neuronok viszik az ingerületet az izmokhoz. Fogalmak: a) Izomrángás: egy inger hatására bekövetkező összehúzódás majd elernyedés. b) Tartós izomösszehúzódás: gyors ingerlés miatt az izom nem képes elernyedni. Előnye: nagy erőt tud kifejteni az izom. Hátrány: gyorsan elfárad. c) Izomtónus: a vázizmok állandó, kisfokú feszített állapota. Oka: az izmok csontokhoz tapadnak. Szerepe: biztosítja a normál testtartás és a helyváltoztatást. Gerincvelői reflexen keresztül valósul meg. A mozgató központ a homloklebeny hátsó részén található. (tk.149/210). Két mozgató rendszer működik a szervezetünkben: a piramis pálya és az extrapiramidális pálya. Mindkettő az agykéreg piramis sejtjeiből indul ki, és mindkét pálya a nyúltvelő területén átkereszteződik a másik oldalra. Ez azt jelenti, hogy a bal testfél mozgatását a jobb, a jobb testfél mozgatását pedig a bal oldal végzi. A piramis pálya felelős a finom mozgásokért, a mozgástanulásokért, és serkenti az izomtónust. Az extrapiramidális pálya a durva mozgásokért, az érzelmeket kifejező mozgásokért, a betanult mozgások automatizálásáért felelős. 10. Szívműködés Miogén szívünk van, vagyis a szívünk automatikusan működik, függetlenül az idegrendszertől. Ennek oka, hogy a szívben olyan kisméretű izomsejtek is vannak, amelyek spontán ingerképzésre képesek. A szív ingerületképző és vezető rendszere: a) színuszcsomó: a jobb pitvar falában található, percenként 72-szer küld ingerületet a szívhez, a szív elsődleges ingerképző központja, rossz működése esetén pacemakert ültetnek be b) pitvar-kamrai csomó: a pitvarok és a kamrák határán található, kissé jobbra döntve, másodlagos ingerképző, de inkább ingerületvezető szerepe van c) His köteg: ingerületet szállít d) Tawara szálak és Purkinje rostok: ingerület vezető szerepük van, behatolnak a szívizomrostok közé. A szívizmot nem lehet a tartós izomösszehúzódás állapotába hozni. 11. Az idegrendszer érző működése Érzőpályák lefutása: receptor talamusz agykéreg: kialakul az érzet. Az érzőközpont a fali lebeny elülső részén található. (tk.149/210) A) Bőr érzőműködése: a bőrben tapintást, hőt és fájdalmat érzékelő receptorok vannak, az ezekből származó információ a mozgató pályákhoz hasonlóan átkereszteződik a másik oldalra. B) Ízlelés: a nyelven ízlelőszemölcsök vannak, melyek mélyedéseiben ízlelőbimbók vannak. Ezekben találhatók a receptorok, amelyek oldott anyagok érzékelésére képesek. 4 alapízt különböztetünk meg: az édes (nyelv hegye), keserű (nyelv hátsó része), sós és savanyú (a nyelv oldalsó része) 4
C) Szaglás: az orrüreg felső-hátsó részén találhatók a receptorok, amelyek illóanyagokat érzékelnek. Az orr a legfáradékonyabb szervünk. Ez a pálya kikerüli a talamuszt, és így éri el a központot. D) Látás: hólyagszemünk van, melyet véd a könny, a szemhéjak, szempillák, csontos szemüreg és a kötőhártya (a szemgolyó és a szemüreg közti rész tölti ki). A szem részei kívülről befelé haladva (tk: 143/204): 1. ínhártya: itt tapadnak a szemmozgató izmok, elülső része a szaruhártya, ami az első fénytörő közeg 2. érhártya: táplálja a szemet, elülső része a sugártest, amelyhez lencsefüggesztő rostokkal kapcsolódik a szemlencse, a sugártest folytatása szivárványhártya, melynek nyílása a pupilla 3. ideghártya (retina): az érhártyától pigmenthám választja el, itt találhatók a receptorok, sárgafolt az éleslátás helye, vakfolt: itt lép ki a látóideg, itt nincsenek receptorok, így ha idevetül a kép, akkor nem látunk semmit 4. üvegtest: a szem fő tömegét adja, 98%-a víz, benne fehérjék, sók, szénhidrátok vannak, a szem alakját biztosítja 5. szemcsarnok: a lencse és a szaruhártya között van, csarnokvíz tölti ki, amelyet a sugártest termel A látás folyamata: a fény megtörik a szaruhártyán, a szemlencse elülső és hátulsó felszínén, majd a megtört sugarak az üvegtesten áthaladva a sárgafolton egyesülnek, ahol kicsinyített fordított állású kép keletkezik, melyet a látóideg (II) szállít a látóközpontba, ahol talpra áll a kép. A látóközpont a nagyagy nyakszirti lebenyében található. A szem alkalmazkodása: a szemnek két dologhoz kell alkalmazkodnia: 1. A beérkező fény mennyiségéhez: ehhez a pupilla segítségével tud, erős fényben a pupilla szűkül, gyenge fényben tágul. 2. A látótárgy távolságához: A lencse domborúságának segítségével: Közelre nézéskor a lencsének domborúnak kell lennie, ezért a lencsefüggesztő rostok ellazulnak,a sugártest összehúzódik, távolra nézéskor a lencsének laposnak kell lennie, vagyis a lencsefüggesztő rostok megfeszülnek a sugártest elernyed. A szem receptorai: az ideghártyán találhatók. Összehasonlításuk: Szempontok Csapok Pálcikák Alak Rövidebb, kúp alak Hosszú, hengeres Előfordulás Sárgafoltban, tőle távolodva Sárgafoltban nincsenek, tőle számuk csökken távolodva számuk nő Szerepük Színlátás Fény-árnyék, kontraszt Betegségeik Színtévesztés, színvakság Farkasvakság E) Hallás és egyensúlyozás: Érzékszerve a fül, melynek részei (tk: 145/207): 1. külső fül: fülkagyló, külső hallójárat: a levegő rezgéseit továbbítja 2. középfül: dobhártya (feszes hártya), hallócsontocskák (kalapács, üllő, kengyel), ovális ablak (rugalmas hártya), fülkürt (a garatot köti össze a középfüllel, nyomás kiegyenlítő szerepe), kerek ablak (a csigát lezáró hártya) 3. belső fül: csiga (hallás szerve), labirintusszerv (egyensúlyozás szerve) 5
A hallás folyamata: a hang megrezegteti a levegőt, ez a külső hallójáraton keresztül megrezegteti a dobhártyát, ami megrezegteti a hallócsontocskákat, ők felerősítik a rezgést, ami az ovális ablakon keresztül éri el a csigát. A csigát folyadék tölti ki. A csiga 2 részből áll egy alsó és egy felső járatból, amely között egy hártyás falú cső található. A cső alaphártyáján vannak a receptorok, amely felett van egy fedőlemez. A rezgések hatására megrezeg az alaphártya, emiatt a receptorok a fedőlemezhez nyomódnak. Ebből ingerület keletkezik, amelyet a halló és egyensúlyozó agyideg (VIII) szállít a hallóközpontba, ami a nagyagy halánték lebenyében található. Egyensúlyozás: Érzékszerve a belső fülben lévő labirintusszerv, melynek részei (tk: 145/207): 1. tömlőcske, zsákocska: a fej térbeli helyzetét érzékeli 2. 3 félkörös ívjárat: a fej elmozdulásának sebességét érzékeli Mindkettő esetében a receptorok felett, kocsonyás rétegbe ágyazva mészkristályok vannak. A fej elmozdulásakor ezek elmozdulnak és ingerlik a receptorsejteket. Az ingerületet a VIII. agyideg szállítja a középagyba (testtartás központja), és a kisagyba (egyensúlyozás központja) 12. Az idegrendszer betegségei Agyrázkódás, migrén, epilepszia, agyvérzés, közellátás, távollátás, szürkehályog, zöld hályog 6