Samantekt kaflans

Samantekt kaflans

12.1 Grunnbygging og starfsemi taugakerfisins

Taugakerfinu má skipta í deildir eftir líffærafræði og lífeðlisfræði. Líffærafræðilegu deildirnar eru miðtaugakerfið og úttaugakerfið. Til miðtaugakerfisins teljast heili og mæna en allt annað tilheyrir úttaugakerfinu. Eftir starfsemi má skipta taugakerfinu í svæði sem annast skynjun, svæði sem annast samþættingu og svæði sem mynda svörun. Öll þessi starfssvæði finnast bæði í miðtaugakerfinu og úttaugakerfinu.

Sérstök heiti eru notuð um byggingar í hvorri líffærafræðilegri deild taugakerfisins. Afmarkað safn frumubola taugafrumna kallast kjarni í miðtaugakerfi en taugahnoð í úttaugakerfi. Knippi síma kallast braut í miðtaugakerfi en taug í úttaugakerfi. Kjarnar og taugahnoð tilheyra annaðhvort miðtaugakerfinu eða úttaugakerfinu en símar geta farið yfir mörkin milli þeirra. Sami sími getur verið hluti bæði taugar og brautar. Heiti tiltekinnar byggingar ræðst af staðsetningu hennar.

Einnig má lýsa taugavef sem gráu og hvítu efni eftir útliti ólitaðs vefs. Þessi heiti eru oftast notuð um miðtaugakerfið. Kjarnar liggja í gráu efni en brautir í hvítu efni. Í úttaugakerfinu samsvara taugahnoð í meginatriðum gráu efni en taugar hvítu efni.

Taugakerfinu má einnig skipta eftir því hvernig það stjórnar líkamanum. Viljastýrða taugakerfið (VTK) annast starfsemi sem leiðir til hreyfingar beinagrindarvöðva. Öll skynjun eða samþætting sem veldur hreyfingu beinagrindarvöðva telst til viljastýrða taugakerfisins. Ósjálfráða taugakerfið (ÓTK) annast starfsemi sem hefur áhrif á hjartavöðva, sléttan vöðvavef eða seytingu kirtla. Ósjálfráð starfsemi dreifist milli miðlægra og útlægra hluta taugakerfisins. Sama skynjun getur bæði leitt til ósjálfráðrar starfsemi og átt þátt í að koma viljastýrðri svörun af stað. Samþætting í viljastýrða og ósjálfráða taugakerfinu getur einnig skarast.

Iðrataugakerfið er sérstök deild taugakerfisins sem stjórnar meltingarlíffærunum. Hlutar ósjálfráða taugakerfisins skarast við iðrataugakerfið. Iðrataugakerfið finnst eingöngu í úttaugakerfinu, enda er það taugavefur í líffærum meltingarkerfisins.

12.2 Taugavefur

Í taugavef eru tvær megingerðir frumna: taugafrumur og tróðfrumur. Taugafrumur annast boðskipti með rafboðum. Tróðfrumur eru stuðningsfrumur sem viðhalda umhverfinu kringum taugafrumurnar.

Taugafrumur eru skautaðar frumur vegna stefnu rafboða eftir himnu þeirra. Boð berast inn um griplur, fara um frumubolinn og breiðast eftir símanum í átt að markfrumu sem getur verið önnur taugafruma, vöðvavefur eða kirtill. Margir símar eru einangraðir með lípíðríku efni sem kallast mýelín. Tilteknar gerðir tróðfrumna mynda þessa einangrun.

Nokkrar gerðir tróðfrumna finnast í taugakerfinu og má flokka þær eftir því í hvaða líffærafræðilegu deild þær liggja. Í miðtaugakerfinu eru stjarnfrumur, fágriplufrumur, smátróðfrumur og heilahólfsþekjufrumur. Stjarnfrumur gegna mikilvægu hlutverki við að viðhalda efnaumhverfinu umhverfis taugafrumur og stjórna blóð-heilaþröskuldinum. Fágriplufrumur mynda mýelín í miðtaugakerfinu. Smátróðfrumur starfa sem átfrumur og taka þátt í ónæmiseftirliti. Heilahólfsþekjufrumur sía blóð og mynda heila- og mænuvökva. Vegna blóð-heilaþröskuldarins gegnir þessi vökvi sumum hlutverkum blóðs í heila og mænu. Í úttaugakerfinu styðja hnoðatróðfrumur taugafrumur en Schwann-frumur einangra útlæga síma.

12.3 Starfsemi taugavefs

Skynjun hefst þegar skynendi virkjast, til dæmis þegar hitanemi í húð nemur hitastig vatns. Skynendarnir í húðinni koma af stað rafboði sem berst eftir skynsíma í taug inn í mænuna og myndar þar taugamót við taugafrumu í gráu efni hennar. Upplýsingarnar um hitastig sem rafboðið táknar berast til næstu taugafrumu með efnaboði. Efnaboðið flæðir yfir mjóa taugamótaglufuna og kemur nýju rafboði af stað í markfrumunni. Boðið berst eftir skynbraut til heilans og fer um stúkuna, en heilabörkurinn gerir meðvitaða skynjun á hitastigi vatnsins mögulega. Þegar heilinn hefur samþætt þessar upplýsingar við aðra vitsmunastarfsemi og skynboð sendir hann skipun niður í mænu um að koma hreyfisvörun af stað með stjórn beinagrindarvöðva. Hreyfiboðleiðin er mynduð úr tveimur frumum, efri og neðri hreyfitaugafrumu. Frumubolur efri hreyfitaugafrumunnar er í heilaberki og fruman myndar taugamót við frumu í gráu efni mænunnar. Sú fruma er neðri hreyfitaugafruman. Sími hennar liggur út á jaðarinn og myndar þar taugavöðvamót við beinagrindarvöðva.

12.4 Boðspennan

Taugakerfið einkennist af rafboðum sem berast frá einu svæði til annars. Hvort sem svæðin eru nálægt hvort öðru eða langt í sundur verður boðið að berast eftir síma. Stýrð dreifing jóna yfir himnuna er undirstaða rafboðsins. Jónagöng í gegnum himnuna stjórna því hvenær jónir geta farið inn í frumuna eða út úr henni og þannig myndast nákvæmt boð. Þetta boð er boðspennan, sem hefur mjög einkennandi lögun sem ræðst af spennubreytingum yfir himnuna á tilteknu tímabili.

Boðspennan berst eftir símanum þegar útbreiðsla afskautunar opnar spennustýrð jónagöng. Í ómýldum símum gerist þetta samfellt vegna þess að spennustýrð göng liggja um alla himnuna. Í mýldum símum er útbreiðslan sögð vera stökk, því spennustýrð göng finnast aðeins við Ranvier-mótin og rafatburðirnir virðast „stökkva“ frá einu móti til þess næsta. Stökkleiðni er hraðari en samfelld leiðni og boð berast því hraðar eftir mýldum símum. Þvermál símans skiptir einnig máli, því jónir sem flæða innan frumunnar mæta minna viðnámi í víðara rými.

12.5 Boðskipti milli taugafrumna

Boðspennan sem breiðist eftir símanum er undirstaða rafboðs innan taugafrumu. Til að mynda boðspennu þarf taugafruma að taka við boði annars staðar frá, annaðhvort frá annarri taugafrumu eða skynáreiti. Boðið opnar jónagöng í taugafrumunni og myndar stigspennu sem ræðst af styrk áreitisins. Stigspennur geta verið afskautandi eða yfirskautandi og geta samlagast þannig að þær hafi áhrif á líkurnar á að taugafruman nái örvunarþröskuldi.

Stigspennur geta myndast vegna skynáreitis. Ef griplur einskauta skyntaugafrumu taka við áreitinu, til dæmis skynendi í húð, kallast stigspennan kveikjuspenna því hún getur komið boðspennu af stað beint í upphafshluta síma frumunnar. Ef sérhæfð skynviðtakafruma tekur við áreitinu kallast stigspennan viðtakaspenna. Stigspennur sem myndast við samspil taugafrumna á taugamótum kallast eftirmótaspennur (PSP). Afskautandi stigspenna á taugamótum kallast örvandi eftirmótaspenna en yfirskautandi stigspenna þar kallast hamlandi eftirmótaspenna.

Taugamót eru tengingar milli taugafrumna og eru ýmist efnataugamót eða raftaugamót. Efnataugamót eru mun algengari. Við efnataugamót losnar taugaboðefni úr fyrirmótaþættinum og flæðir yfir taugamótaglufuna. Taugaboðefnið binst viðtakapróteini og veldur breytingu í eftirmótahimnunni, það er eftirmótaspennu. Taugaboðefnið verður að óvirkjast eða fjarlægjast úr taugamótaglufunni svo áreitið vari aðeins í takmarkaðan tíma.

Sértæk einkenni taugamóta eru mismunandi eftir því hvaða taugaboðefnakerfi taugafruman notar. Kólínvirka kerfið finnst við taugavöðvamót og á tilteknum stöðum í taugakerfinu. Amínósýrur á borð við glútamat, glýsín og gamma-amínósmjörsýru (GABA) eru notaðar sem taugaboðefni. Önnur taugaboðefni eru afurðir ensímbreytinga á amínósýrum, svo sem lífmynduð amín, eða samgildrar tengingar þeirra, svo sem taugapeptíð.