Ugrás a tartalomhoz Lépj a menübe
 


03 A szabályozás

2014.04.09

Coordination

 

Control and regulation

  • Control: centre – command – system
  • Regulation: centre – command – system – FEEDBACK (positive: increasing is answer to increasing, negative: decreasing is answer to increasing)

 

Nerve cell: cell body, dendrites, axon, terminal branches, myelin sheath (Schwann cells, protection and feed)

 

Resting potential

  • Sodium-potassium pump: Na+ is pumped out and K+ is pumped in the cell across the cell  membrane by active transport
  • Potential difference: -70 mV (cytoplasm is partially negative because of Cl- and protein anions)

Action potential

When the neuron is stimulated:

  • Depolarisation: Na+ channels open, Na+ ions flood in (+ charge inside of the cell)
  • Repolarisation: K+ ions get out (- charge in the cell)
  • Overshoot: too many K+ leave the cell, charge gets more negative
  • Na+ channels close, sodium-potassium pump restores the resting potential

Progress of the impulse

  • Na+ ion moving across the membrane excites the next part of the axon: action potential progresses along the length of the axon

Speed of transmission:

  • Unmyelinated axons: 1-3 m/s
  • Myelinated axons: up to 100 m/s

Saltatory conduction: myelin sheath insulates the axon – action potential occurs only in Ranvier-nodes (between the Schwann-cells)

 

The synapse

  • Where two neurons functionally meet

Parts:

  • Presynaptic membrane
  • Synaptic cleft (gap)
  • Postsynaptic membrane

Electric synapse:

  • gap 2-3 nm (conducts in 2 directions)

Chemical synapse:

  • vesicles with neurotransmitters, receptors can detect the neurotransmitters on the postsynaptic membrane - 1 direction
  • Gap: 20-30 nm, slower conduction
  • Neurotransmitters: acetylcholine, noradrenaline (excitatory synapse), gamma-amino-butter-acid (GABA) (inhibitory synapse)

 

Reflex

  • Receptor
  • Sensory neurone
  • Centre (relay neurone)
  • Motor neurone
  • Effector
  • Feedback from the effector to the centre
  • Centre regulates the sensitivity of the receptor

 

 

Nervous system

 

Classification by structure:

  • Central nervous system: brain, spinal cord
  • Peripheral nervous system: nerves, receptors, ganglia (s. ganglion)

Classification by operation:

  • Somatic nervous system: controls voluntary muscle system
  • Autonomic nervous system: controls visceral functions (digestion, breathing, excretion, etc.)
  • Sensory functions: eyesight, hearing, smelling, etc.

 

Spinal cord

  • In the vertebral column (spinal canal)

Spinal meninges: protecting layers

  • Dura mater
  • Arachnoid mater
  • Pia mater

Cerebrospinal fluid: Central nervous system „floats” in it

Sections: 

  • Cervical
  • Thoracic
  • Lumbar
  • Sacral (cauda eqiuna, „horse tail”)

Cross section

  • Central canal
  • White matter: myelinated axons
  • Grey matter: cell bodies
  • Dorsal root: sensory neurons
  • Ventral root: motor neurons
  • Dorsal ganglion: sensory neuron cell body

Spinal reflexes

  • Visceral reflex: visceral receptor – sensory neuron - spinal-cord – motor neuron – ganglion in the peripheral system - effector
  • Somatic reflex: Sensory neuron – relay neuron in the spinal cord – motor neuron
  • Skin reflex: Sensory neuron in the skin – relay neuron in the spinal cord – motor neuron in the muscle

 

Brain

  • Meninges: like on the spinal cord
  • Forebrain (előagy):
  • Cerebrum (nagyagy)
  • Diencephalon (interbrain) (köztiagy)
  • Thalamus
  • Hypothalamus
  • Midbrain (középagy)
  • Hindbrain (utóagy):
  • Pons (híd)
  • Medulla oblongata (nyúltvelő)
  • Cerebellum (kisagy)
  • Brainstem: midbrain, pons, medulla oblongata

Brainstem

  • Structure: „brainstem reticular substance” (no white and grey matter)
  • Nuclei (groups of neurons in the central system)
  • Nerve fibres
  • Control of nerves:
  • Sensory: dorsal side
  • Motor: ventral side

 

Functions of the brainstem

Midbrain:

  • Control of sleeping/wakefulness
  • Coordination of muscle tone, bearing, balancing, walking

Autonomic centres:

Medulla oblongata:

  • Reflexes of nutrition (chewing, swallowing)
  • Breathing in/out center
  • Blood pressure coordination center
  • Coughing, sneezing, vomiting centres

Pons:

  • Breathing stimulating/inhibiting

Diencephalon (interbrain)

Hypothalamus: autonomic tasks

  • Control of the body temperature
  • Food intake centre (hunger, thirst)
  • Control of the endocrine system
  • Emotional and sexual functions

Thalamus:

  • Control and analysis of sensory functions

 

Cerebrum

  • 2 hemispheres, connected by corpus callosum
  • Lobes: frontal, parietal, occipital, temporal
  • White matter: nerve fibres (inside) – nuclei (sing.: nucleus)
  • Grey matter: Cell bodies (outside) – CEREBRAL CORTEX (agykéreg)

Structure of the cortex

  • 90 % of the neurons (9 thousand million cells!)
  • Large surface area (2200 cm2), folded surface
  • 6 layers
  • Columns (functional units of the cortex): 5000 neurons (500 pyramidal cells)

Limbic system: surrounding the corpus callosum

  • Inner circle: learning, memory
  • Outer circle: autonomic functions (hypotalamo-limbic system)

Cerebellum

  • Grey and white matter
  • Control of complicated, fast moving

 

 

Peripheral nervous system

Spinal nerves: from the spinal cord (31 pairs)

  • dorsal and ventral root and nerve
  • sensory, motor and autonomic fibres

Brain nerves

  • 12 pairs

 

Sensory functions

Receptors: an environmental effect can induce action potential

Adequate stimulus: threshold of stimulus is the lowest

  • Photoreceptor: light
  • Mechanoreceptor: touch, pressure
  • Thermoreceptor: heat, cold
  • Chemoreceptors: taste, odour

 

Eye

Parts of the eye:

  • Cornea, aqueous humour, iris, pupil
  • Ciliary body, suspensory ligaments, lens, vitreous humor
  • Sclera, choroid, retina, fovea, blind spot, optic nerve

 

Receptors in the retina:

Rod:

  • Detects the presence of light
  • Very sensitive (1 photon)
  • Located mainly in the peripheral areas of the retina

Cone:

  • Detects colours (red, green, blue)
  • Not so sensitive (5-7 photons)
  • Located mainly in the fovea

Focusing (accomodation)

  • Light rays are refracted to focus onto the retina by the cornea, aqueous humour, lens and vitreous humour
  • Lens can change its shape: amount of refraction changes
  • Viewing close objects: ciliary muscles contract – lens is more spherical – object  is focused to the retina
  • Distant objects: ciliary muscles relax – lens is thin

Iris

  • Regulates the amount of light entering the eye:
  • Bright light: circular muscles contract – pupil is constricted
  • Dim light: radial muscles contract – pupil is dilated

Stereo vision: two eyes – different points of view – distance can be detected

Vision centre: occipital lobe

 

Hearing

  • Sound: longitudinal wave (frequency, wave length)

Outer ear:

  • Auricle (pinna): collects and amplifies the sound waves
  • Ear canal: leads waves to the
  • Eardrum (tympanic membrane): vibrates

Middle ear

  • Ear ossicles: hammer, anvil, stirrup (transmit vibrations to the inner ear)
  • Eustachian tube: equalizes the air pressure on either side of the eardrum

Inner ear:

  • Oval window
  • Cochlea: fluid-filled spiral tube. Organ of Corti: hair cells (receptors) detect the vibration of sounds with different frequencies – sound interference)
  • Round window: dampener of the vibration („exit”)

 

Balance

  • Inner ear:
  • Saccule, utricle: CaCO3 crystals press the receptors in the wall – sense of position
  • Semicircular canals( 3 in 3 directions): hair cells can detect the movement of the fluid – sense of movement

 

Taste:

  • Receptors on the taste buds (tongue)
  • Tastes: sweet (on the tip), salted, sour (aside), bitter (back side)

Smell:

  • Receptros in the olfactory epithelium (nasal cavity)
  • Smell and taste are usually linked (zamat)

 

Sensation of the skin

  • Mechanical (pressure, touch), thermo- (cold, warm), pain receptors
  • Crossing at the spinal cord or the medulla oblongata
  • Relay at the thalamus
  • Sensory area of the cortex: front region of the parietal lobe

 

 

Helath of sensory organs

Eye:

  • Pink eye (connectivitis): reddish eye, itch
  • Stye: inflammation of the sebaceous gland in the eyelid
  • Crossed eye (strabismus): disfunction of extraocular muscles or problems in refraction (double vision)
  • Astigmatism: refrection is irregular
  • Glaucoma: pressure of the aqueous humor increases (surgery)
  • Cataract: lens is not transparent (műtét)
  • Nearsightedness: axis of the eye is longer than normally (biconcave lens in eyeglasses)
  • Farsightedness: axis of the eye is shorter than normally (biconvex lens in eyeglasses)
  • Old age farsightedness : lens becomes less flexible
  • Color blindness: problem of receptors
  • Night blindness: deficiency disease of vitamin A
  • Retinal detachment: retina separates the choroid

Ear:

  • Otitis externa (swimmer’s ear): inflammation of ear canal
  • Otitis media: inflammation of middle ear
  • Hearing loss: partially or totally (deafness)

 

 

Motor functions

  • Neuromuscular synapse: modified axon end connects to the skeletal muscle

Motor cortex: posterior part of the frontal lobe

Pyramidal system: leads from the motor cortex to the muscles, crosses the pyramid uninterrupted– voluntary movements, quick start of learnt activities

Extrapyramidal system: passes by the pyramid, undergoes a lot of syneapses – rough motor actions, learnt movements, muscle tone

 

 

Autonomic/vegetative nervous system

 

Control of visceral organs

  • Sympathetic system: katabolism is stimulated, energy sources are mobilised (pulse, blood sugar level, blood pressure, breathing rate increases, „fly and fight” (brain and muscle blood vessels dilate, skin and digestive system vessels contract)
  • Parasympathetic system: anabolism is stimulated to gain and conserve energy at rest

Vegetative centres: brainstem

 

 

Human behaviour

Inherited and learnt components

Lymbic system:

  • Outer circle: vegetative control, innate and emotional reactions,effects on hormone system
  • Inner circle: filtering of stimuli, memory

 

 

Health of the nervous system

Drugs: addictive substances

  • Stimulants (koffein, teobromin), narcotics (alcohol, illegal drugs), depressants (sleeping pills), analgesics (pain relivers)

Diseases:

  • Depression
  • Stress
  • Schizpophrenia
  • Headache
  • Migraine
  • Stroke
  • Thrombosis
  • Epilepsy
  • Cerebral concussion
  • Paralysis
  • Lumbago
  • Meningitis

 

 

Hormonal regulation

 

Hormone:

  • Chemical messenger molecules
  • Produced by cells, tissues or endocrine glands
  • Acts on target organs

Control of hormone system:

Neuroendocrine system: hormone system is under control of the nervous system (feedback)

 

Hypophysis (pituitary gland)

  • Connects to the hypothalamus by a stalk
  • Controls all other neuroendocrine glands

Anterior lobe:

Is controlled by the hypotalamus by neurosecretums

 

Hormones:

Growth hormone (STH, GH):

  • Increases blood sugar level, stimulates growing of bones and cartilages
  • Hyposecretion: hypophysal dwarfism
  • Hypersecretion: in childhood: gigantism, in old age: acromegaly

Thyrotropic hormone (Thyroid stimulating hormone, TSH)

Adrenocorticotropic hormone (ACTH)

Follicle stimulating hormone (FSH)

Luteinizing hormone (LH): controls hormone production of the yellow body

Prolactin (LTH): controls breast milk production

 

Posterior lobe

Is formed by axons of the hypothalamus

Hormonjai:

Oxytocin: stimulates the contraction of smooth muscle cells in the uterus (labour) and breasts (milk elimination)

Vasopressin (antidiuretic hormone, ADH): stimulates the reabsorption of water from the primary filtrate in kidneys

 

Thyroid gland

In front of the larynx

Hormones:

Thyroxin (and triiodothyronine):

  • iodine-containing amino acide
  • Increases the biological oxidation
  • Helps development in cooperation with the growth hormone
  • Hyposecretion: goitre (enlarged thyroid gland), in adults myxoedema (mental and physical sluggishness), in childhood cretenism (physical and mental underdevelopment)
  • Hipersecretion: fast metabolism, Basedow disease

Kalcitonin: produced by the connective tissue of the thyroid gland, decreases the calcium ion concentration of blood

 

Parathyroid glands

Embedded in the thyroid

  • Parathormone: increases the calcium ion concentration of blood for normal nervous and muscle activity by stimulating absorption and reapsorption of calcium, vitamin D is necessary.

 

Adrenal glands

  • on the top of kidneys

Adrenal cortex:

  • Mineralocorticoids (stimulate sodium ion reabsorption in kidneys)
  • Glycocorticoids (increase blood sugar level)
  • Sex hormones (mainly malei n both sexes)

Adrenal medulla:

  • Adrenaline: stress hormone (sympathetic reaction)
  • Noradrenaline, dopamine

 

Pancreas

Islets of Langerhans

  • Insulin: decreases the blood sugar level (stimulates cellular sugar uptake and storage)
  • Glukagon: increases the blood sugar level (stimulates glycogen-glucose transformation in liver cells
  • DIABETES: less amount or lack of insulin

 

Gonades

Testicle

Testosterone: controls development of sexual organs and secondary characteristics, maintains the production of sperm cells

Ovary:

Oestrogen: produced by the follicle, stimulation of sexual development, stimulates the regeneration of the mucous layer of the uterus after menstruation

Progesterone: produced by the yellow body, maintains the thickened mucous epithelium of the uterus

 

 

 

 

 

Az érzékszervek egészsége

Szem:

  • Kötőhártyagyulladás: szempirosság, viszketés
  • Árpa: faggyúmirigy gyulladása
  • Kancsalság: szemmozgató izom működési zavara v. fénytörési hiba (kettőslátás!)
  • Asztigmia: szabálytalan fénytörés („cilinderes” szemüveg)
  • Zöldhályog: csarnokvíz nyomása megnő (műtét)
  • Szürkehályog: átlátszatlan szemlencse (műtét)
  • Rövidlátás: hosszabb szemtengely (szórólencse)
  • Távollátás: rövidebb szemtengely (gyűjtőlencse)
  • Öregkori távollátás: lencse rugalmatlanná válik
  • Színtévesztés, színvakság: receptorhiba
  • Farkasvakság: A vitamin hiánya (rodopszin nincs elég)
  • Retinaleválás: ütés miatt vakság

Fül:

  • Hallójáratgyulladás, középfülgyulladás
  • Nagyothallás: dobhártya sérülése, izmok elöregedése

 

 

Mozgatóműködés

  • Ideg-izom szinapszis M142.1

Mozgatóközpont: homloklebeny hátsó része

Piramisrendszer: átkapcsolódás nélkül fut a piramison keresztül – pontos és finom mozgások irányítója és mozgások beindítója

Extrapiramidális pálya: többször átkapcsolódik, elkerüli a piramist – durvább mozgások és megtanult mozgások irányítása

 

 

Vegetatív idegrenszer

 

A belső szervek működését irányítja

  • Szimpatikus idegrendszer: aktiválja a tartalékokat – védekezés
  • Paraszimpatikus: tartalékok felhalmozása (M 146.1)

Vegetatív központok. Agytörzs

Légzés szabályozása:148.1

 

 

Emberi magatartás

Öröklött magatartásformák és tanult elemek

Limbikus rendszer:

  • Külső kör: vegetatív szabályozás, ösztönös és érzelmi reakciók szabályozása
  • Belső kör: szűrés, memória

Tanulás, emlékezés, beszéd

 

 

Idegrendszer egészsége

  • Izgatószerek (koffein, teobromin), narkotikumok (alkohol, kábítószerek)

Betegségek:

  • Depresszió
  • Stressz
  • Tudathasadás
  • Fejfájás
  • Migrén
  • Agyvérzés
  • Agytrombózis
  • Agyérgörcs
  • Epilepszia
  • Agyrázkódás
  • Bénulás
  • Lumbágó
  • Agyhártyagyulladás

 

 

Hormonális szabályozás

 

Hormon:

  • „Kémiai hírvivő molekula”
  • Sejt, szövet, belső elválasztású mirigy termeli
  • Befolyásolja az életműködéseket

A hormonrendszer szabályozása:

Neuroendokrin rendszer: a hormonrendszer az idegrendszer irányítása és kontrollja alatt működik

  • Negatív visszacsatolás M159.2

 

Agyalapi mirigy

A hipotalamuszhoz nyéllel kapcsolódik

Elülső lebeny:

A hipotalamusz neuroszekrétumai közvetve szabályozzák

Hormonjai:

Növekedési hormon (STH, GH):

  • Serkenti a csont és porcnövekedést, emeli a vércukorszintet
  • Hiánya: arányos törpenövés
  • Túltermelődés: fiatalon óriásnövés, idős korban akromegália

Pajzsmirigyserkentő hormon (TSH)

Mellékvesekéreg-serkentő hormon (ACTH)

Tüszőserkentő hormon (FSH): tüszőérést serkenti

Sárgatestserkentő hormon (LH): a sárgatest hormontermelését szabályozza

Tejelválasztást serkentő hormon (LTH): tejtermelést szabályozza

Hátulsó lebeny

A hipotalamusz axonjai alkotják

Hormonjai:

  • Oxitocin: méh és emlő simaizmok összehúzódása
  • Vazopresszin (antidiuretikus hormon, ADH): a vesében a szűrletből a víz visszaszívását serkenti

 

Pajzsmirigy

A gége előtt

Hormonok:

Tiroxin (és trijód-tironin):

  • Jódtartalmú aminosav
  • Fokozza a szervezet oxigénfelhasználását és ezzel a biológiai oxidációt
  • Együttműködik a növekedési hormonnal, segíti a fejlődést
  • Alultermelődés: golyva, strúma, felnőttként myxoedema, gyerekként kreténizmus
  • Túltermelődés: felgyorsult anyagcsere, Basedow-kór

Kalcitonin: pajzsmirigy kötőszövetében termelődik, a vér kalciumszintjét csökkenti

 

Mellékpajzsmirigy

A pajzsmirigybe ágyazódik

  • Parathormon: a bélből a Ca-felszívást segíti, a vér Ca-szintjét növeli
  • D-vitamin kell a hatásához

 

Mellékvese

  • A vesék csúcsain

Kéregállomány:

  • Só- és vízháztartásra ható hormonok (Na-visszaszívás serkentése)
  • Szénhidrátanyagcserére ható hormonok (vércukorszint emelése)
  • Nemi hormonok (főleg férfi)

Velőállomány:

  • Adrenalin: vészreakció
  • Noradrenalin, dopamin

 

Hasnyálmirigy

Langerhans-szigetek

  • Inzulin: serkenti a sejtek glükózfelvételét és a glükóz, zsírsavak raktározását
  • (DIABETES)
  • Glukagon: vércukorszintet növeli

 

Ivarmirigyek

Here: tesztoszteron

Petefészek: ösztrogén, progeszteron