Subiecte NEUROFIZIOLOGIE- Seminar Mecanisme moleculare !i celulare ale excitabilit"#ii
1. Membrana celular!-interfa"! energetico-informa"ional! între domeniul extra- #i intracelular 2. Semnificatia rela"iei metabolism-excitabilitate în sistemul biologic 3. Sistemul de transport ionic membranar- principii generale structuralfunctionale electr ic al excitabilit!"ii 4. Transportul ionic membranar-suportul electric 5. Transportul ionic membranar-suportul proces !rii semnalului în sistemul nervos. 6. Activitatea electric! spontan! neuronal!- principii generale, semnifica"ie functional! 7. Comunicarea informa "ional! intercelular! în sistemul nervos 8. Canale ionice f !r! poart!- principii generale, func "ionale 9. Canale ionice controlate de voltaj Canale ionice controlate chimic 10.Canale 10. Canale ionotrope 11.Canale 11. Receptori metabotropi 12.Receptori 12. Canale ionice controlate mecanic 13.Canale 13. Pompe pe ionice- principii pr incipii generale, func "ionale 14.Pom 14. Transportori ionici - principii generale, func "ionale 15.T 15. Poten$ialul de ac$iune neuronal 16.Poten 16.
Transmiterea !i procesarea semnalului în sistemul nervos
17. Sinapsa electric! 17.Sinapsa Sinapsa chimic! 18.Sinapsa 18. Neurotransmi"!tori, neuromodulatori- defini "ie, clasificare, mecanism de 19.Neurotransmi 19. ac"iune Sinapsa excitatorie 20.Sinapsa 20. Sinapsa inhibitorie 21.Sinapsa 21. Sinapsa colinergic! 22.Sinapsa 22. Sinapsa adrenergic! 23.Sinapsa 23. Sinapsa glutamatergic! 24.Sinapsa 24. Sinapsa GABAergic! 25.Sinapsa 25.
Neuromuscular
26. Arhitectura fibrei musculare- sarcomerul 26.Arhitectura 27. Transmiterea neuro-musculara 28. Cuplarea excitatiei cu contractia 29.Rolul 29. Rolul troponinei in contractia musculara 30.Mecanismul 30. Mecanismul contractiei musculare- cuplarea actino-miozinica 31.Fibre 31. Fibre musculare rapide 32.Fibre musculare lente Oboseala musculara 33.Oboseala 33.
1
34. Tipuri de contractie musculara 34.Tipuri Secusa, tetanosul incomplet si complet 35.Secusa, 35. 36.Reglarea 36. Reglarea fortei musculare (recrutarea musculara) 37.Fusurile 37. Fusurile musculare, structura, rol 38.Reflexele 38. Reflexele osteotendinoase 39.Reflexul 39. Reflexul de tendon 40.Coactivarea 40. Coactivarea neuronilor motori alfa si gama 41.Rolurile organului tendinos Golgi Fenomenul Treppe 42.Fenomenul 42. Analizatorul vestibular
43. Transductia semnalului vestibular 44. Rolul maculei utriculei si saculei 45.Rolul 45. Rolul canalelor semicirculare 46.Reflexul 46. Reflexul vestibulo-ocular 47.Mecanismul 47. Mecanismul de stimulare a celulelor paroase din d in canalele semicirculare 48.Mecanismul de stimulare a celulelor paroase din utricula si sacula. Detectarea accelaratiei liniare 49.Detectarea 49. Detectarea acceleratiei angulare 50.Detectarea 50. Analizatorul auditiv
51. Caracteristicile sunetului 51.Caracteristicile 52.Urechea 52. Urechea medie, rol, structura 53.Organul 53. Organul Corti, structura, rolulul fibrelor bazilare 54.T 54. Transductia semnalului auditiv 55.Focusul 55. Focusul auditiv 56.Functia 56. Functia celulelor paroase interne 57.Detectarea directiei sunetelor Determinarea frecventei sunetului 58.Determinarea 58. Determinarea intensitatii sunetului 59.Determinarea 59. Intensitatea si puterea sunetului 60.Intensitatea 60. 61. Rolul aferentelor si eferentelor celulelor paroase 62. Functia celulelor paroase externe 63.Ariile 63. Ariile corticale primare si secundare auditive 64.Reflexul 64. Reflexul acustic Analizatorul vizual
65.Ochiul emetrop Mecanismul acomodatiei 66.Mecanismul 66. Presiunea oculara 67.Presiunea 67.
2
34. Tipuri de contractie musculara 34.Tipuri Secusa, tetanosul incomplet si complet 35.Secusa, 35. 36.Reglarea 36. Reglarea fortei musculare (recrutarea musculara) 37.Fusurile 37. Fusurile musculare, structura, rol 38.Reflexele 38. Reflexele osteotendinoase 39.Reflexul 39. Reflexul de tendon 40.Coactivarea 40. Coactivarea neuronilor motori alfa si gama 41.Rolurile organului tendinos Golgi Fenomenul Treppe 42.Fenomenul 42. Analizatorul vestibular
43. Transductia semnalului vestibular 44. Rolul maculei utriculei si saculei 45.Rolul 45. Rolul canalelor semicirculare 46.Reflexul 46. Reflexul vestibulo-ocular 47.Mecanismul 47. Mecanismul de stimulare a celulelor paroase din d in canalele semicirculare 48.Mecanismul de stimulare a celulelor paroase din utricula si sacula. Detectarea accelaratiei liniare 49.Detectarea 49. Detectarea acceleratiei angulare 50.Detectarea 50. Analizatorul auditiv
51. Caracteristicile sunetului 51.Caracteristicile 52.Urechea 52. Urechea medie, rol, structura 53.Organul 53. Organul Corti, structura, rolulul fibrelor bazilare 54.T 54. Transductia semnalului auditiv 55.Focusul 55. Focusul auditiv 56.Functia 56. Functia celulelor paroase interne 57.Detectarea directiei sunetelor Determinarea frecventei sunetului 58.Determinarea 58. Determinarea intensitatii sunetului 59.Determinarea 59. Intensitatea si puterea sunetului 60.Intensitatea 60. 61. Rolul aferentelor si eferentelor celulelor paroase 62. Functia celulelor paroase externe 63.Ariile 63. Ariile corticale primare si secundare auditive 64.Reflexul 64. Reflexul acustic Analizatorul vizual
65.Ochiul emetrop Mecanismul acomodatiei 66.Mecanismul 66. Presiunea oculara 67.Presiunea 67.
2
68. Fototransductia 68.Fototransductia Rolul epiteliului pigmentar 69.Rolul 69. 70.Rolul 70. Rolul celulelor orizontale 71.Vederea 71. Vederea colorata 72.Reflexul 72. Reflexul pupilar 73.Rolul 73. Rolul celulelor ganglionare 74.Miopia, 74. Miopia, hipermetropia 75.Reflexul acomodativ Inhibitia laterala 76.Inhibitia 76. Campul vizual 77.Campul 77. Celulele fotoreceptoare 78.Celulele 78. 79. Organizarea celulara a retinei 80. Acuitatea vizuala 81.Adaptarea 81. Adaptarea la intuneric si la lumina Sensibilitatea gustativa
82.Transductia 82.Transductia pentru gustul sarat Transductia pentru gustul amar 83.Transductia 83. Transductia pentru gustul acru 84.Transductia 84. Transductia pentru gustul dulce 85.Transductia 85. Transductia pentru gustul umami 86.Transductia 86. Reflexul salivar 87.Reflexul 87. 88.Structura 88. Structura papilelor gustative 89.Rolul 89. Rolul receptorilor GPCR in sensibilitatea gustativa Sensibilitatea olfatctiva
90. Transductia semnalului olfactiv 90.Transductia 91.Receptorul olfactiv, olfactiv, organizare, structura, rol Bulbul olfactiv 92.Bulbul 92. Sensibitatea termica
t ermica pentru rece 93. Transductia pentru sensibilitatea termica 94. Transductia pentru sensibilitatea termica t ermica pentru cald 95.Raspunsul 95. Raspunsul dinamic si static la stimulul termic 96.T 96. Termoreceptia central 97.T 97. Termoreceptia periferica 98.Receptori pentru cald (tipuri, mecanisme de stimulare, rol) 99.Receptori pentru rece (tipuri, mecanisme de stimulare, rol) Sensibilitatea tactila
3
100.Transductia stimulului mecanic (corpusculii Pacini) 101.Mecanismul de adaptare a mecanoreceptorilor 102.Discriminare spatiala si identificarea tactila 103.Codificarea intensitatii stimulului tactil 104.Mecanoreceptori tonici 105.Mecanoreceptori fazici 106.Viteza de adaptare a mecanoreceptorilor Sensibilitatea dureroasa
107.Durerea acuta 108.Durerea lenta 109.Hiperalgia primara 110.Hiperalgia secundara 111.Reflexul de axon 112.Receptorii pentru durere (tipuri, rol, transductia semnalului) 113.Mecanisme de modelare a durerii 114.Mecanisme de generare a durerii viscerale 115.Caracteristicile durerii visceral 116.Facilitarea durerii 117.Stimuli durerosi 118.Durerea referata 119.Rolul inflamatiei in durere 120.Inhibitia laterala, rol in modularea dureri SNV
121.Organizarea SNV simpatic 122.Organizarea SNV parasimpatic 123.Tipuri de receptori adrenergici 124.Fibrele pre si postganglionare simpatic 125.Fibrele pre si postganglionare parasimpatice 126.Receptori alfa adrenergici 127.Receptori beta adrenergici 128.Cascade de semnalizare intracelulara la stimularea receptorilo adrenergici 129.Fibrele postganglionare simpatice colinergice si dopaminergice 130.Tipuri de receptori muscarinici 131.Rolul curentului M 132.Organizarea neuronilor preganglionari parasimpatici 133.Cascade de semnalizare intracelulara la stimularea receptorilor parasimpatici
4
Musculatura neteda
134.Tipuri de muschi netezi 135.Organizarea actino-miozinica in celulele musculare netede 136.Generarea undelor lente in sincitiu muscular 137.Generarea potentialului de actiune in celulele musculare netede 138.Canalele de Ca din celule musculare netede 139.Contractia tonica si fazica a musculaturi netede 140.Cuplarea excitatiei cu contractia in muschiul neted Subiecte sinteza colocviu
1. 2. 3. 4. 5.
Receptorul TRP ( tipuri, roluri) Receptorul cuplat cu proteina G (GPCR) Inhibitia laterala (cresterea capacitatii de discriminare) Potentialul local receptor Cascade de semnalizare intracelulara
5
Mecanisme moleculare si celulare ale excitabilitatii 1. Membrana celular"-interfa#" energetico-informa#ional"
Membrana celulara este formata dintr-un bistrat lipidic in care sunt atasate protein transmembranare. Membrana celulara este permeabila pt molecule hidrofobe (O2, CO2, N2, substante steroidice). Este partial permeabila pt molecule mici nepolare (apa glicerol, uree). Partial permeabila pt molecule mari nepolare (glucoza, zaharoza) si impermeabila pt ioni (Na, Ca). Membrana mentine concentratiile ionilor constante: •
Na extra=145 mMol, intra=12
•
K extra=10, intra=140
•
Ca extra=1.8, intra=0.08-0.1
De asemenea, membrana are capacitatea de a modula semnale prin intermediul proteinelor G si de a multiplica semnalul intracellular. In bistratul lipidic exista numeroase canale, pompe, transportori ce vehiculeaza diferitele molecule si ioni si realizeaza transportul intra/extracelular. 2. Semnificatia relatiei metabolism-excitabilitate
Excitabilitatea este capacitatea (condi$ia) unui sistem viu de a capta semnale sau mesaje, ca form! de actualizare a informa $iei, necesare organiz!rii lui întru existenta. De altfel, capacitatea de a capta %i prelucra sau decodifica semnalul purt!tor de informa$ie %i de a r!spunde printr-o reac$ie biologic! corespunz!toare, se manifest! de la cele mai simple forme de organizare a materiei vii %i se continu!, trecand prin structuri din ce în ce mai specializate, pân ! la capacitatea de a controla %i modela reac$ia de r!spuns în raport cu parametrii determinan$i %i proiecta$i în viitor, deci cu finalitate programat!.
3. Sistemul de transport ionic membranar
Cuprinde totalitatea structurilor proteice care strabat bistratul lipidic si care permit in anumite conditii trecerea ionilor in directia sau contrar gradientului lor electrochimic. In functie de mecanismele implicate, se descriu 3 tipuri de structuri membranare de transport membranar: canale, pompe si transportori. Functia de transport ionic al STIM completeaza functia membrane celulare de a asigura identitatea celulara dpdv al compozitiei chimice citoplasmatice si de permite
6
schimbul informational cu mediul extracellular. Moleculele proteice ce constituie STIM reprezinta o proportie importanta din totalitatea proteinelor membranare, controlul sintezei lor necesitand pana la 20% din genele unei celule. Pentru asigurarea parametrilor functionali ai excitabilitatii neuronale, celulele gliale intervin printr-un STIM mai putin complex decat cel neuronal in mentinerea compozitiei electrolitice a lichidului interstitial in limite care sa favorizeze transportul ionic in neuronii invecinati. 4. Transportul ionic membranar – suportul electric al excitabilitatii 5. Transportul ionic membranar – suportul procesarii semnalului in sistemul nervos
6. Activitatea electrica spontana neuronala – principii generale, semnificatie functionala
7. Comunicarea informationala intercelulara
Celula primeste din mediul extern semnale de la mesageri chimici. Cei mai multi dintre acestia interactioneaza specific cu suprafata celulara si declanseaza o serie de evenimente intracelulare, printer care si activarea mesagerilor secunzi, ce mediaza raspnsul celulei la stimul. Alti mesageri chimici, hidrofobi, patrund prin membrane si intereactioneaza cu receptori citosolici sau nucleari. Exista 3 tipuri majore de comunicare intercelulara: endocrine, paracrine si autocrin. De asemenea, celulele mai pot comunica prin intermediul jonctiunilor Gap. Acestea sunt prezente la nivelul celulelor adiacente, intre cele 2 membrane alaturate. Prin ele pot trece ioni, molecule mici (AMPc) si astefel se regleaza concentratiile citosolice ale celor 2 celule.
8. Canale ionice fara poarta
Dpdv chimic, canalele ionice sunt glicoproteine transmembranare organizate in 2 sau mai multe subunitati identice sau diferite ce delimiteaza un canal central al carui lungime este egala cu grosimea membrane celulare. Asigura mentinerea potentialului de repaus prin transport ionic pasiv in echilibru cu transportul active primar si secundar. Fluxul ionic e de 1000 ori mai redus decat in canalele cu poarta. Fac parte
7
din categoria sistemelor de transport pasiv, folosindu-se gradientul electrochimic (toate tipurile de canale sunt asa). Canalele ionice fara poarta sunt cunoscute si sub numele de canale de scurgere, permit deplasarea pasiva a ionilor de K, Na, Cl si Ca cat timp membrane prezinta potential de repaus. Permeabilitatea lor este mult mai mica comparative cu a celor controlate de voltaj sau de neurotransmitator. Canalele fara poarta pt Na permit influxul pasiv al acestui cation in timpul repausului, fiind in echilibru cu efluxul lui realizat de pompa Na/K. o importanta deosebita au canalele fara poarta, in special cele de Na, pt celulele nervoase ce prezinta capacitatea de a genera spontan potentiale de actiune. Canalele fara poarta pt Cl au rata de transport mult mai mica comparative cu Na datqorita concentratiei mari de anioni intracelulari. Transportul ionic se face conform agradientului electrochimic, dar fara a se ajunge niciodata la egalizarea concentratiilor intra si extracelulare. Canalele ionice fara poarta mentin homeostazia presiunii osmotice si implicit a volumului si formei celulei. Aceasta functie este indeplinita prin faptul ca pe langa permeabilitatea fata de ioni, canalele permit difuzia de apa. 9. Canalele voltaj dependente
(Canalele ionice cu poarta
Potentialul de actiune este rezultatul transportului ionic prin intermediul canalelor cu poarta. Permit un flux mai rapid al ionilor, participa la generarea, transmiterea si modularea PA. reprezinta principal tinta terapeutica. Dupa mecanismul de control al transportului ionic, canalele cu poarta pot fi: 1. Voltaj dependente – controlate de potentialul electric de membrane 2. Canale controlate de liganzi 3. Canale controlate de stimuli mecanici 4. Canale controlate de concentratia altui ion decat al ceui care este transportat.) Canalele voltaj dependente
8
Sunt canale ionice a caror poarta este controlata de valoarea potentialuui de membrane si prezinta cel mai important tip de canele implicat in generarea si transmiterea potentialului de actiune. Canalele se deschid atunci cand potentialul de membrane atinge valoarea proprie fiecarui tip de canal. Dupa o scurta perioada de timp, in care canalul ramane deschis si permite transportul ionilor conforma gradientului de concentartie, canalul de inchide. Ex: Na, K, Ca, Cl. Canalele de sodiu controlate de voltaj sunt formate dintr-un lan $ polipeptidic con$inând cca. 2000 de aminoacizi, organizat în 4 domenii identice, care, la rândul lor con $in, fiecare, 6 segmente transmembranare. Aceast! structur! reprezint! subunitatea & %i este comun! tuturor tipurilor de canale de sodiu voltaj-dependente. Unul dintre segmente, din fiecare unitate, con $ine un num!r mare de resturi de aminoacizi de arginin! %i lizin! – cei mai electropozitivi aminoacizi – %i îndepline%te func$ia de senzor de voltaj. Pe lâng! subunitatea & canalele de sodiu voltaj-dependente mai con $in înc! una sau dou ! subunit!$i ', în func$ie de specie %i $esut, anexate la subunitatea &. Aceste subunit!$i controleaz! stabilitatea %i sensibilitatea subunit!$ii &. Varia$ia poten$ialului de membran! induce modific!ri de conforma$ie spa$ial! a proteinelor din senzor %i poart! determinînd deschiderea sau activarea a canalului. mi %carea ionilor prin canal, care este blocat! în timpul poten$ialului de repaus, apare când membrana celular ! este depolarizat! pân! la o valoare denumit! poten$ial prag. Odat! atins! valoarea poten$ialului prag, poarta se dechide %i influxul de sodiu continu ! pân! când este activat! componenta de inactivare a canalului, care va opri fluxul ionic. Neurotoxinele (tetrotoxina=TTX) blocheaza canalele ionice pt ca se leaga specific de partea proteica a canalului. a) Canalele de Na Au 3 conformatii: •
Repaus (inchis) cand poarta de activare blocheaza fluxul
•
Activat (deschis)
•
Inactivat (inchis) cand poarta deinactivare blocheaza fluxul
Subunitatea alfa formeaza porul canalului, iar subunitatea beta controleaza transportul ionic si ancoreaza canalul in membrana. Transporta 10 7 ioni/s, formeaza faza de depolarizare a PA si conduc PA in fibrele nervoase. Distributie vezi in ppt. Rol: rectificare, controlul duratei PA, modularea excitabilitatii celulae prin depo/hiperpolarizarea membrane. b) Canale pt K voltaj dependente
9
•
Tip M – Ach
•
Dependente de ATP
•
•
Celulele beta pancreatice – creste ATP ce duce la inchiderea canalelor de K ce duce la depolarizare Miocardice – scade raportul ATP/ADP ce duce la activarea canalelor de K ce duce la hiperpolarizare
•
Dependente de Ca – celulele beta pancreatice
•
Dependente de volumul cellular.
Au rol in •
Mentinerea PR
•
Scaderea excitabilitatii celulare prin hiperpolarizarea mb
•
Controlul duratei PA prin rapiditatea realizarii repolarizarii
•
Controlul influxului de Ca.
b) Canale de Ca Trasnporta 180000 ioni/sec/canal Tipuri: - L – activat la potential inalt pozitiv - Blocat de dihidropiridine: nimodipin, nifedipin, nicardipine; fenilalchilamine: verapamil, gallopamil; benzotiazepine: diltiazem - Modulat de AMPc - Canalopatii: cecitate congenitala nocturna incomplete cand ambele tipuri de receptori sunt partial afectati si cecitate congenitala nocturna complete cand celulele cu bastonas sunt nefunctionale -
M – activat la potential negativ - conductanta mica
10
-rol de pacemaker -blocant: mibefradil - N – activat la voltaj intermediar - blocant: omega-conotoxina - P-cel Purkinje – blocant: omega-agatoxina cand creste -Q- cel granulare – blocant: omega-agatoxina cand scade 10.Canale ionice controlate chimic
Sunt canale cu poarta, fiind numite si canale ionice controlate de liganzi, sunt canale controlate de substante chimice sintetizate fie in altce celule decat in structura careia se afla, fie de celula din care face parte. Canalele ionice controlate de liganzi sintetizati de alte celule reprezinta tipul cel mai bine cunoscut definind in general canalele controlate direct de neurotransmitator si implicate in transmiterea sinaptica rapida. Canalele din aceasta categorie, localizate in segmentul postsinaptic al sinapselor cu transmitere rapida, excitatorie sau inhibitorie, se numesc si receptori ionotropici. Din aceasta categorie fac parte in general receptorii pentru neurotransmitatorii nonpeptidergici (gaba, glu, Ach, gly,etc). Deoarece receptorii din aceasta categorie sunt canale ionice ce contin in structura lor unul sau mai multe locusuri de legare a neurotransmitatorilor se numesc si receptor-canal. Ex: receptorul canal colinergic nicotinic, receptorul canal pentru glumat (NMDA). Canalele ionice controlate de liganzi sintetizati de celula din care face parte pot fi: ! Canale controlate de proteine G sau de mesageri secunzi (Ca, IP3), se numesc
si receptori metabotropici, participa la transmiterea sinaptica lenta sau la modularea transmiterii sinaptice. ! Canale controlate de neurotransmitator dar localizate pe segmentul
presinaptic, avand rolul de a controla eliberarea si concentratia acestuia in spatiul sinaptic (autoreceptori) Cuplarea neurotransmitatorului cu canalul ionic poate avea doua efecte, intre cele doua efecte existand un echilibru ce confera starea de functionalitate creierului. 1. Influxul de Na in segmentul postsinaptic, urmat de depolarizare si generarea PPSE care se va propaga in celula
11
2. Efluxul de K sau influxul de Cl in segmentul postsinaptic, urmat de hiperpolarizare si generarea PPSI, care va inhiba celula, in sensul de a diminua excitabilitatea celulei, facand-o mai greu depolarizabila.
11.Canale ionotrope
Receptorii neurotransmitatorilor transduc informatia prin 2 sisteme: prin canale ligand dependente si prin receptori cuplati cu proteinele G. sunt canale activate direct de neurotransmitator si sunt implicate in trasmiterea sinaptica rapida. Canalelel localizate in segmental postsynaptic al sinapselor cu transmitere rapida, excitatory sau inhibitory, se numesc si receptori ionotropici. Astfel, raspunsul apare in cateva ms. Ex: receptorul canal colinergic nicotinic, receptorul canal pentru glumat (NMDA). 12.Receptori metabotropi
Receptorii care sunt grupati cu proteinele G sunt numiti receptori metabotropic. Activarea lor rezulta in producereaa unitatilor active alfa si beta-gamma, care initiaza o varietate larga de reaspunsuri celulare prin interactiunea directa fie cu un canal ionic sau cu alte proteine efectoare cuplate cu mesageri secunzi. Receptorii metabotropi mediaza raspunsuri sinaptice lente, de lasecunde pana la minute. Ex: receptorul muscarinic pt Ach. 13. Canale ionice controlate mecanic
Poarta este ancorata prin intermediul unor protein fibrilare de un situs de ancorare plasat la o distanta corespunzatoare dimensiunilor celulare, in mb aceleiasi cellule sau a celulei invecinate. Modificarea distantei dintre poarta si situsul de ancorare ca urmare a modificarii dimensiunilor celulei, respective a distantei deintre cele 2 celule, determina deschiderea canalelor. 14. Pompe ionice
Sunt sisteme de transport care consuma energie, numite si sisteme de transport activ. Ele transporta active ioni, molecule organice, implica reactii enzimatice si au o rata mica de transport. Dintre pompele ionice, amintim pompele ionice de tip P, dintre care face parte si pompa Na-K. Pt fiecare molecula de ATP hidrolizata, transporta in spatiul extracelular 3 Na si intracelular 2 K. Are rol in mentinerea excitabilitatii celulare,a sigurand gradientul electrochimic in repaus. Se mai numeste si pompa electrogenica. Vedeti ciclul enzymatic din pdf.
12
Pompa de Ca are 10 domenii transmb, capetele HN2 si COOH intracelular, situs de legare ATP, situs de legare Ca si calmodulina. 15.Transportori ionici
Sunt sisteme de transport pasiv, functioneaza pe baza gradientului electrochimic generat de pompe pt anumiti ioni. Transporta molecule si contrar gradientului lor. Ionul transportat contrar gradientului poate avea acelasi sens cu ionul care se deplaseaza conform gradientului sau electrochimic (simport) sau poate avea sensuri diferite de transport (antiport). Din punct de veder al excitabilitatii, un rol deosebit il are schimbatorul Na/Ca, un system de cotransport present in membrane celulara care transporta calciul contrar gradientului, folosindu-se de gradientul Na. In celula miocardica are rol major in stabilirea concentratiei Ca in repaus. Alte exemple de transportori: •
Na/H
•
Na/HCO3
•
Na/aa
•
Cl/HCO3
•
Na/K/2Cl
•
K/Cl
16.Potentialul de actiune neuronal
PA reprezinta o pozitivare brusca a potentialului transmembranar de repaus (depolarizare), autointretinuta si autolimitanta. Prin intermediul PA sunt codificate si transmise majoritatea mesajelor intercelulare, iar substratul molecular este reprezentat de activarea canalelor voltaj-dependente. PA apare ca raspuns la un stimul care poate determina depolarizarea pana la nivelul prag (stimul supraliminar), adica la valoarea potentialului transmb la care se deschid canalele de Na voltaj-dependente. Inversarea si apoi restabilirea polaritatii membrane intr-un interval de timp foarte scurt, de ordinal catorva ms, este determinate de durata de deschidere a canalelor de Na voltaj-dependente si de latent de deschidere a celor de K voltaj-dependente. Perioada refractara este perioada in care celula care a generat un PA nu mai poate raspunde la alti stimuli cu valoare prag, pt ca sunt in faza refractara canalele de Na voltaj-dependente care s-au activat la stimulul precedent. In cea refracyara absoluta, nu se mai genereaza niciun stimul. In
13
cea refractara relative se poate obtine un raspuns, mai ales de la un stimul supraliminar. Într-o prima faz! se deschid canalele voltaj dependente care vor permite un influx rapid de cationi care va determina sc !derea diferen$ei de poten$ial – faza de depolarizare – urmat ! de deschiderea canalelor de potasiu voltaj dependente prin care efluxul ionic va readuce poten$ialul de membran! la valoarea potentialului de repaus –faza de repolarizare. Faza de depolarizare este data de deschiderea canalelor de Na voltaj-dependente, in timp ce cea de repolarizare este data de deschiderea canalelor voltaj-dependente de K. PA creste de la -70 mV pana la +20mV. Transmiterea si procesarea semnalului in sistemul nervos 17. Sinapsa electrica
Dpdv structural, sinapsa electrica, denumita si jonctiune gap, este formata prin suprapunerea a doua membrane plasmatice, in general, a celulelor de acelasi tip. Fiecare din cele doua segmente: presinaptic si postsinaptic contine cate un canal format din 6 subunitati de conexina, numit conexon, cu un diametru de aproximativ 1,5 nm. Canalele sinapsei electrice sunt voltaj-dependente si permit trecerea ionilor dintr-un segment in celalalt. Un aspect important este faptul c ! sinapsele electrice sunt bidirec"ionale. Transmiterea impulsului nervos se realizeaz ! f!r! întârziere sinaptic!. In creierul uman, sinapsele de acest tip se afl !, mai ales, la nivelul gliei având rol în men"inerea concentra"iei ionice în parametrii normali. 18.Sinapsa chimica
Sinapsa=conexiune functionala de comunicare intre celule in sistemul nervos. Aproape toate sinapsele din SNC sunt sinapse chimice. Dpdv structural orice sinapsa este formata dintr-un segment presinaptic (genereaza sau actualizeaza semnalul) si un segment care preia semnalul (postsinaptic). Intre cele doua segmente se afla spatiul sinaptic de aproximativ 200-300 A (fanta sinaptica). Functia de segment presinaptic sau postsinaptic poate fi indeplinita de oricare din componentele celulei nervoase (corp, dendrite, axon). In cadrul sinapselor chimice neuronul presinaptic secreta la nivelul terminatiilor sale o substanta chimica denumita neurotransmitator (neuromediator), iar aceasta actioneaza asupra receptorilor proteici din membrana neuronului
14
postsinaptic determinand stimularea acestuia, inhibitia sau modificarea sensibilitatii sale. In general, nt eliberat in spatiul sinaptic induce modificari ale permeabilitatii ionice a membranei postsinaptice. 1.Segmentul presinaptic: Este segmentul sinaptic care contine transmitatorul sau mediatorul chimic, depozitat in vezicule sinaptice, care sunt sintetizate de ribozomii atasati RE corpului celular. O semnificatie functionala deosebita in dinamica veziculelor sinaptice o au proteinele din structura membranei veziculelor, dintre care: sinapsina, sinaptobrevina, sinaptofizina (participa la formarea canalelor ionice), dar si transportorii din membrane acestora (ex: transportor pentru colina). Segmentul postsinaptic: Receptorii postsinaptici sunt proteine transmembranare complexe, cu structura specifica fiecarui tip de neurotransmitator; dpdv functional sunt descrise doua tipuri principale de receptori: ionotropi si metabotropi, fiecare avand o componenta de legare a nt inspre fanta sinaptica, si o componenta transmembranara.
19.Neurotransmi#"tori, neuromodulatori- defini#ie, clasificare, mecanism de ac#iune
Neurotransmi"!torii, sau mediatorii chimici, sunt subs"ante chimice care se g!sesc în sistemul nervos, prin intermediul c!rora se face transmiterea, modularea #i amplificarea impulsurilor nervoase în sinapse. Neuromodulatorii sunt substante eliberate presinaptic dar cu efecte atat local cat si la distanta, pentru a diminua sau amplifica efectele neurotransmitatorilor Au fost identificate mai mult de 50 de substante chimice cu rol de transmitatori sinaptici. Un grup este reprezentat de neurotransmitatorii cu molecula mica si actiune rapida, care determina majoritatea raspunsurilor acute ale sistemului nervos, precum si transmiterea informatiilor senzoriale la nivel cerebral si a impulsurilor motorii inapoi la nivelul muschilor. Spre deosebire de acestia, neuropeptidele au de obicei actiune cu durata mai mare, precum modificarea pe termen lung a numarului receptorilor neuronali, deschiderea si inchiderea pe termen
15
lung a anumitor canale ionice si probabil chiar modificarea pe termen lung a numarului de sinapse sau a dimensiunilor sinapselor. Clasificare: -
clasa I: Ach clasa II: Amine (Epinefrina, Norepinefrina, Dopamina, Serotonina etc) clasa III: Aminoacizi (GABA, Glicina, Glutamat etc) clasa IV: NO (Oxidul nitric)
Clasificarea peptidelor neuroactive se face in functie de localizarea tisulara: -
h. eliberatori hipotalamici (TRH, CRH, GHRH, GnRH etc) h neurohipofizari (Vasopresina, Oxitocina) peptide hipofizare (ACTH, LH, GH, TSH etc) peptide gastrointestinale (VIP, CCK, Gastrina, Secretina, Glucagon, Insulina etc) peptide cardiace (PAN) altele (Angiotensina II, Bradikinina Calcitonina, NPYY etc) Mecanism de actiune:
In sinapsa chimica are loc dubla transductie pentru a transmite semnalul electric de la o celula la alta: -Transductia semnal electric presinaptic (potential de actiune) – semnal chimic (neurotransmitator) -Transductia semnal chimic (neurotransmitator) – semnal electric postsinaptic (potential de actiune) Neurotransmi"!torii se g!sesc în vezicule care con"in mai multe molecule de mediator. Cândpoten"ialul de ac"iune ajunge la sinaps !, se deschid canalele de Ca++. Ca++ p!truns în terminalul presinaptic, stimuleaz ! transportul veziculelor spre membrana sinaptic!, unde acestea fuzioneaz! cu membrana, #i moleculele sunt eliberate în fanta sinaptic!. Acest proces se nume #te exocitoz!. Apoi, mediatorul se cupleaz! cu receptorul specific, ceea ce determin! deschiderea/ închiderea unor canale ionice.
20.Sinapsa excitatorie
16
In cursul functionarii unei sinapse chimice, sub influenta neurotransmitatorilor se poate realiza depolarizarea membranei postsinaptice (prin deschiderea canalelor de sodiu) si generarea unui potential de actiune, numit potential postsinaptic excitator (PPSE); in aceasta situatie, o astfel de sinapsa este considerata excitatorie. De regula, un singur PPSE nu este suficient pentru a genera un PA. Totusi, o succesiune de PPSE determinata de stimuli cu o anumita frecventa, permit datorita capacitatii de sumatie o depolarizare accentuata a membranei, pana la atingerea pragului de excitabilitate. In acest moment se deschid canalele de Na dependente de voltaj si se produce faza ascendenta a unui PA.
21.
Sinapsa inhibitorie
In cursul functionarii unei sinapse chimice, sub influenta neurotransmitatorilor se poate realiza nemodificarea polarizarii sau mai frecvent hiperpolarizarea (prin deschiderea canalelor de clor), cu instalarea unui potential postsinaptic inhibitor (PPSI), situatie in care sinapsa este considerata inhibitorie. De regula, hiperpolarizarea presupune un influx crescut de Cl in celula sau un eflux de K, ceea ce face ca interiorul celulei sa fie mai negativ. 22.
Sinapsa colinergic"
Sinapsa colinergica este una dintre cele mai raspandite sinapse din sistemul nervos central si periferic, acetilcolina este si neurotransmitatorul jonctiunii neuromusculare. In cele mai multe cazuri, Ach (acetilcolina), neurotransmitator cu molecula mica si actiune rapida are un efect stimulator insa poate avea si efecte inhibitorii la nivelul anumitor terminatii parasimpatice periferice, de exemplu inhibitia cordului realizata prin nervii vagi. Ach este sintetizata la nivelul terminatiei presinaptice din acetil coenzima A si colina, fiind ulterior transportata activ in vezicule cu ajutorul transportorului vezicular de acetilcolina (VAchT), antiport H/Ach ATP dependent. Pe suprafata membranei presinaptice exista receptori pentru Ach pentru controlul sintezei si eliberarii. Ach este rapid metabolizata, fiind scindata enzimatic de catre acetilcolinesteraza (AchE) in fanta sinaptica, la acetat si colina. Acetilcolinesteraza previne reexcitarea continua, fiind factor de control al transmiterii sinaptice. Colina rezultata in urma actiunii acetilcolinesterazei, este recaptata in citosolul segmentului presinaptic cu ajutorul transportorului de colina ChT, simport Na/Ach.
17
Receptorii colinergici (muscarinici si nicotinici) au distributie periferica, central,ACh avand rolul in dezvoltarea si diferentierea tesuturilor.
23.Sinapsa adrenergica
Adrenalina si noradrenalina sunt neurotransmitatori din clasa aminelor biogene, cu molecula mica si actiune rapida, actioneaza prin intermediul receptorilor metabotropici. Noradrenalina este secretata de terminatiile a numerosi neuroni ale caror corpuri celulare sunt localizate in trunchiul cerebral si hipotalamus. In mod specific, neuronii care secreta norepinefrina localizati in punte, trimit fibre nervoase spre arii cerebrale intinse pentru a contribui la controlul de ansamblu al activitatii si al starii de dispozitie, realizand de exemplu cresterea nivelului de alerta. In majoritatea acestor arii activeaza receptori excitatori, insa in unele regiuni poate active receptori inhibitori. Norepinefrina este secretata si de majoritatea neuronilor simpatici postganglionari, stimuland anumite organe si inhiband altele. In sistemul nervos uman sunt foarte numeroase sinapsele noradrenergice. Eliberata in fanta sinaptica, noradrenalina interactioneaza cu receptorii postsinaptici sau cu autoreceptorii ce controleaza sinteza si eliberarea acesteia. Moleculele care nu au interactionat cu receptorii pre si postsinaptici sunt preluate printr-un transportor specific (simport dependent de Na, Cl) din butonul terminal si metabolizate in citosol sub actiunea monoaminooxidazei. Efectele stimularii acestei sinapse este foarte variat, in functie de teritoriul unde se afla si implicit de tipul de receptori. Receptorii adrenergici se impart in 2 clase: receptori & adrenergici si receptori ' adrenergici.
24.Sinapsa glutamatergic"
Sinapsa glutamatergic! este cea mai r!spândit! sinaps! excitatorie din creierul uman. Receptorii pentru glutamat sunt printre cei mai bine studia $i. Exist! mai multe subtipuri de receptori în func$ie de afinitatea pentru diferi$i omologi ai acid glutamic. Glutamatul este principalul neurotransmitator excitator, in timp de GABA si glicina sunt inhibitori. Ca neurotransmitator, glutamatul e sintetizat in mitocondria neuronului presinaptic din glutamine. Dupa sinteza, este stocat in veziculele sinaptice pentru a fi
18
eliberat in Fanta sinaptica in timpul neurotransmisiei. Actiunea sinaptica a glutamatului este oprita prin recaptare, cu ajutorul pompelor transportoare de glutamat, care se gasesc atat presinaptic, cat si pe glia vecina, unde e convertit in glutamine si la nevoie, neuronul va prelua glutamine de aici si o va reconverti in glutamate folosit ca neurotransmitator. 25. Sinapsa GABAergica GABA face parte din clasa AA, fiind un neurotransmitator cu molecula mica si actiune rapida, este secretat de terminatiile nervoase de la nivelul maduvei spinarii, cerebelului, ganglionilor bazali si al multor zone corticale. Este cel mai important neurotransmitator inhibitor din creierul uman. Acest neurotransmitator este in echilibru functional si chimic cu cel mai important tranmitator excitator, acidul glutamic. Intre acesti neurotransmitatori exista un circuit metabolic care se desfasoara in celula gliala si neuron. GABA este sintetizat din glutamat prin actiunea dehidrogenazei acidului glutamic (GAD), este eliberat in fanta sinaptica si interactioneaza cu receptorii postsinaptici (receptori GABA A) sau cu autoreceptorii (receptori GABA B) ce controleaza sinteza si eliberarea acestuia. Moleculele in exces sunt preluate printr-un transportor specific (GAT, transportor cu afinitate pentru GABA, simport dependent de Na si Cl) din membrana celulara a butonului terminal si a celulelor gliale. Agonistii GABA au o larga utilizare terapeutica in afectiuni neuropsihice (ex: barbiturice). Neuro-muscular 26.Arhitectura fibrei musculare – sarcomerul
Fibrele musculare au o forma alungita, lungimea acestora variind intre cativa microni pana la maxim 30cm. Fibra musculara este invelita de endomisium, mai multe fibre -> fascicul muscular sunt invelite de perimisium, mai multe fascicule ->muschiul este invelit de epimisium. Rolul tesutului conjunctiv este de a mentine unitatea fibrelor, asgura aportul nutritiv si transfera forta musculara spre sistemul osos. Celula musculara prezinta caracteristicile general valabile: membrana, citoplasma, prot. Structurale, enzime , organite, mai multi nuclei. Citosolul contine proteine contractile. Fibra musculara este organizata in unitati structurale numite sarcomere, ce reprezinta unitatea repetitiva. Sarcomerul este cuprins intre 2 benzi Z . Sarcomerul prezinta 2 proteine contractile actina si miozina
19
care ocupa 85% din vol. Celular restul de 25% sunt proteine cu rol reglator al contractiei: trponina, titina, nebulina. Sarcomerele se organizeaza in miofibrile(definitie:structuri proteice cilindrice dispuse paralel in lungimea celulei musculare). O fibra musculara poate contine 5 pana la 10 000 miofibile. 27. Transmiterea neuro-musculara Fibrele musculare scheletice sunt controlate de catre neuronii & situati in coarnele anterioare ale maduvei spinarii si in nucleii motori de origine ai nervilor cranieni. Neuronul motor & prezinta un axon lung care in grosimea muschiului se divide in terminatii, fiecare terminatie inerveaza cate o fibra musculara. Terminatia motorie si fibra musculara formeaza o jonctiune neuro-musculara numita placa motorie. Placa motorie cuprinde butonul termina al moto-neuronului & care contine vezicule cu mediator acetilcolina- Ach si sarcolema fibrei musculare care formeaza falduri jonctionale cu receptori pt Ach. In jurul jonctiunii se afla o celula Schwann cu rol de izoalre. Potentialul de actiune este condus de-a lungul axonului prin intermediul canalelor rapide Na voltaj dependente ! in apropierea butonului terminatiei nervoasea depolarizarea membranei se va face prin canale de Ca coltaj dependente, prin introducerea Ca in celula se mentine propagarea PA precum si contracita citoscheletului cu mobilizarea veziculelor de Ach la suprafata celulei. Ach exocitat se leaga de receptorii de Ach din faldurile membranei sarcoplasmatice numiti receptori nicotinici care sunt cuplati direct cu canalele de Na. Acesti receproti colinergici de tip nicotinic prin legarea Ach produc influx de Na generand un potential de membrana care va atinge valoarea prag devenind PA. Mediatorul din placa neruo-musculara este inactivat de acetil-colinesteraza. Colina este recuperata de receptorii membranei buronului terminal, prin pinocitoza se formeaza vezicule cu mediator incare colina se acetileaza si se formeaza Ach.
28. Cuplarea excitatiei cu contractia PA cuprinde intreaga suprafata si apoi patrunde in invaginatiile membranare numite tubuli T. Tubulii T prezinta numeroase canale de Ca 2+ voltaj dependente( canale DHP dependente). Modificarea diferentei de potential deschide canalele de Ca si permite patrunderea in celula a Ca, conform grad. De concentratie. Cantitatea de Ca patrunsa prin canalele DPH dependente nu e suficienta pt declansarea contractiei dar activarea acesotr canale este obligatorei pentru ca antreneaza 2 mecanisme:
20
- prin vecinatatea tubulului T cu RS( reticulul sarcoplasmatic) in cadrul triadei cisterna- tubul T- cisterna se permite un contact intim intr canalele DPH dependente si canalele de Ca din RS (numite si canale ryo) astfel activarea canalelor DPH dependente activeaza canalele ryo - prin patrunderea Ca prin canalele Ca DPH dependente se activeaza canale de Ca din RS, „Calciu cheama Calciu”. 29. Rolurile troponinei in contractia musculara Odata Ca patruns in celula cincentratia acestuia creste. Ca se fixeaza pe situsurile de legare ale troponinei C. Troponina prezinta mai mulgte situsuri de legare, unele cu afinitate mare si altele cu afinitate scazuta. 2 situsuri sunt acupate de calciu si magneziu in mod fiziologic. Troponina are in functie de tipul de fibra unul sau doua situsuri cu afinitate scazuta si vor lega Ca in functie de nivelul concentratiei intracitoplasmatice. Prin cresterea concentratiei de Ca situsurile cu afinitate scazuta leaga Ca, troponina isi modifica conformatia cu indepartarea componentei inhibitorii si mutarea tropomiozinei de pe situsurile actinei.( fibrele scheletice au 2 situsuri cu afinitate joasa iar cele netede si cardiace au numia unul) 30. Mecanismul contractiei musculare (cuplarea actina–miozina) Prin eliberarea situsurilor active ale actinei cuplarea actino-miozinica este permisa si este urmara de glisarea miozinei printre filamentele de actina cu scurtarea sarcomerului prin evenimente care se repeta si care cuprind mai multe etape(5) -etapa 1 : ATP se leaga de capatul globular al filamentului de miozina cu scaderea afinitatii pentru actina -etapa 2 : lantul usor enzimatic al capatului miozinei permite scindarea ATP in ADP si Pi !capatul miozinei se flecteaza de la un unghi de 45 la unul de 90 cu inaintarea printre fil de actina cu 11 nm. -etapa 3: odata desfacut ATP in ADP si Pi afinitatea miozinei se modifica si se formeaza o noua punte actino-miozinica -etapa 4: capul miozinei fixat in noua pozitie pe actina, se desface leg macroergica cu Pi si se elibereaza energia necesara miozinei pentru o noua modificare conformationala cu angularea capului la 45 fata de tija si tractionarea filamentului de actina cu 11 nm in directia benzilor H(Coada miozinei) si scurtarea sarcomerului. -etapa 5: eliberarea ADP de la niv capului miozinei cu mentinerea conformatiei miozinei si afinitatii acesteia la situsul actinei.
21
31. Fibre musculare rapide Modul in care fibra musculara isi procura energia si viteza cu care se contracta diferentiaza fibrele muculare in : -fibre musculare glicolitice albe tip II b ele prezinta: metabolism rapid glicolitic, densitate scazuta de capilare, rezistenta scazuta la efort, viteza mare de contractie, depozite mari de glicogen, diametru mare, continut scazut de mioglobina. 32. Fibre musculare lente Fibrele musculare oxidativ-glicolitice rosii I ele prezinta : metabolism oxidativ, densitate crescuta de capilare, rezistenta mare la efort, vitezza mica de contractie, depozite mici de glicogen, diamtru mare, continut crescut de mioglobina. 33.8 Oboseala musculara In cazul unui efort brusc maximal pe un muschi se angajeaza un numar maximal de fibre lente si intermediare. Daca efortul continua, fibrele angajate se epuizeaza si intra intr-o perioada de racuperare si sunt inlocuite de fibre rapide dar care nu au o contractie prelungira care sa permita recuperarea fibrelor folosite initial astfel ca forta generata scade, fenomen denumit oboseala musculara. Folosirea fibrelor rapide( glicoliza anaeroba) creste cantitatea de acid lactic si accentueaza oboseala musculara. Principala cauza a oboselii musculare este cresterea fosfatului anionic ca urmare a desfacerii rapide a creatinfosfatului cu modificarea activitatii canalelor de Ca care sunt mentinute mai mult timp deschis si blocarea pompelor de Ca. Alte cauze ale oboselii musculare: -lipsa antrenamentului muscular -epuizarea fibrelor musculare -motivatia psihologica -epuizarea transmiterii nervoase 34. Tipuri de contractie musculara 35.Secusa, tetanos incomplet si tetanos complet
│ # impreuna │#
Exista trei tipuri de contractie musculara: Secusa, Tetanosul incomplet, Tetanosul complet.
22
SECUSA: este un raspuns contractil al muschiului la o stiulare unica a nervului motor. In conditii fiziologice nu exista secuse. Secusa are mai multe etape: faza de latenta( 5ms), faza de contractie (25ms) , faza de relaxare (+25ms). Secusele se pot suma datorita diferentei dintre durata PA al secusei (1ms) si durata secusei (scurtarea muschiului 55-120ms) CONTRACTIA TETANICA INCOMPLETA: cresterea frecventei de stimulare a fibrei musculare genereaza o contractie continua si mai puternica decat secusa. Cand frecventa stimulilor este mai mica vor aparea perioade de relaxare incompleta si tensiunea in muschi va fi inconstanta ! tetanos incomplet CONTRACTIA TETANICA COMPLETA: in mod fiziologic frecventa stimulilor nu permite perioade de relaxare pe durata contractiei musculare si se obtine un platou, forta dezvoltata este maxima, superioara secusei cat si tetaniei incomplete. Contractia izotonica este contractia tetanica in care se produce scurtarea muschiului cu mentinerea unei tensiuni musculare constante, dar implica scurtarea si alungirea mushciului. Scurtarea muschiului in timpul contractiei izotonica se numeste contractie concentrica. Contractia excentrica reprezinta alungirea muschiului in conditiile in care tensiunea din muschi este sub rezistenta opusa sarcinii, scopul fiind de a asigura o miscare lenta si controlata a intinderii musculare. Contractia izometrica ! muschiul nu-si modidica lungimea dar tensiunea creste. Muschiul nu poate depasi rezistenta opusa si nu se poate scurta. 36. Reglarea fortei musculare Unitatile motorii nu sunt recrutate la intamplare, primele unitati motorii sunt celecare cuprind un numar mic de fibre motorii astfel , in prima etapa avem control fin al muschiului dar forta dezvoltata e mica. Unitatile motorii mici sunt controlate de neuroni alfa mici su prag scazut de activitate. Necesitatea cresterii fortei de contractie face ca neuroni mari alfa sa fie stimulati. Fibrele motorii mici contin fibre musculare lente si fibrele motorii mari contin fibre musculare rapide. O a doua metoda de control nervos este codarea prin rata de descarcare. La frecvente mici vor fi stimulati motoneuroni mici si la frecvente mari vor fi stimulari motoneuroni mari in functie, astfel prin controlul frecventei stimulilor este controlata forta musculara. 37. Fusurile musculare structura si rol Fusurile sunt proprioreceptorii de la nivelul muschilor, sunt formate din 2 tipuri de fibre: fibre centrale cu sac nuclear si fibre periferice su lant nuclear. Aceste fibre prezinta o portiune periferica contrctila si una contrala non-contractila. Fibrele fusale prezinta atat inervatie senzitiva( fibrele Ia, II) cat si inervatie motorie(fibrele motorii
23
gama). Inervatia senzitiva conduce impulsuri de la fusuri spre maduva si centrii superiori legate de gradul de intindere al acestora. Fibrele motorii gama produc contractia portiunii distale a fibrelor intrafusale. Fibrele cu sac nuclear primesc inervatie senzitiva atat Ia cat si II air fibrele cu lant nuclear primes doar inervatie senzitiva tip II.( terminatii senzitive! dendrite ale neuronilor pseudounipolari din ggl dorsali ai nervilor spinali) Prin alungirea fusurilor neuromusculare apare un raspuns dinamic si unul static. Raspunsul dinamic este produs de portiunea centrala a fibrelor cu sac nuclear, este rapid ( 70-120 m/s) este prezent cat are loc modificarea de lungime a portiunii centrale a fusurilor. Raspunsul static este d.p. cu lungimea portiunii centrale a fibrei musculare, porneste de la fibrele cu lant nuclear si de la fibrele cu sac nuclear de la portiunea distala pe calea fibrelor tip II. 38. Refexele osteo-tendinoase Cele examinate in mod curent in clinica sunt: reflexul bicipital, tricipital, deltoid, patelar, ahilean, mandibular sau maseter. -Reflexul bicipital: se tensioneaza tendonul bicepsului cu policele si se percuta tentonul deasupra policelui examinatorului, bicepsul se contracta si flexeaza antebratul. Reflexul se inchide la C5- C6 spinal. -Reflexul tricipital: se percuteaza tendonul tricepsului, se obtine extensia antebratului pe brat, reflexul se inchide la C7- C8 spinal -Reflexul deltoid: se percuta tendonul muschiului, se obtine abductia bratului. Reflexul se inchide la nivelul medular C5-C6. -Reflexul patelar: se percuta tendonul rotulei si se contracta cvadricepsul. Reflexul de inchide la nivel spinal L2-L4 -Reflecxul ahilean: se percuta tendonul lui achile si se ocntracta cvadricepsul sural. Reflexul se inchide la nivel medular L5-S1 Reflexul mandibular sau maseter: se percuta mandibula cu gura intredeschisa si se contracta maseterul. Relfexul se realizeaza pe cale trigemino-trigeminala cu inchidere la nivel mezencefalic.
24
39.Reflexele de tendon 40.Rolurile aparatului tendinos Golgi
│# impreuna │#
La nivelul tendonului muscular se afla organele tendinoase Golgi. Acesti receptori sunt situati in serie cu muschiul inervat si constituie componenta senzitiva a reflexului de tendon. Organul tendinos Golgi cuprinde o retea de terminatii nervoase butonate, incapsulate, printre fasciculele tendonului. La fiecare organ tendinos Golgi(OTG) sunt conectate 10 -15 fibre musculare. De la nivelul terminatiilor impulsurile sunt conduse cu viteza mare, fibrele senzitive fiind prelungiri dendritice ale neuronilor unipolari situati in ggl paravertebrali din radacina dorsala a nerului spinal Prin contractia musculara apare o crestre a tensiunii in tendonul muscular cu stimularea OTG, stimularea produce reflex dinamic sau static. Importanta reflexului de intindere este in prevenirea rupturilor musculare sau dezinsertia tendonului precum si fractura sau leziuni ale articulatiilor in urma contractiei prea puternice a muschiului. Reflexul de intindere este implicat si in distributia uniforma a sarcinii fiecarui fascicul al muschiului prin controlul tensiunii in tendon. 41. Coactivarea neuronilor motori alfa si gama
42. Fenomenul Treppe Aplicarea unor stimuli repetitivi imediat dupa sfarsitul fiecarei secuse determina un fenomen catarator de crestere a fortei de contractie. La inchiderea unei secuse in celula musculara mai persista o cantitate de Ca in citosol nepreluata de RS, cantitatea este insa insuficienta pt a determina contractie dar odata cu noul stimul se adauga o noua cantitate de Ca din RS. Concentratia crescand mai mult decat in secusa anterioara ! creste si forta de contractie. Analizatorul vestibular 43. Transductia semnalului vestibular
Transductia semnalului vestibular este asigurata de celulele paroase vestibulare. Arhitectura celulei paroase vestibulare permite detectarea miscarii membranei otolitice. La nivelul maculei vestibulare celulele paroase au un pol apical indreptat spre membrana otolitica si un pol bazal orientat spre terminatiile nervoase dendritice ale ggl Scarpa. Celula paroasa vestibulara in polul apical prezinta stereocili legati intre ei prin
25
filamente fine numite legaturi de varf: Kinocil – structura de cil si Microvil sau stereovil. Stereocilii inclavati in membrana otolitica se inclina odata cu miscarea acesteia. O inclinare inspre Kinocil a stereocililor deteremina un grad mai mare de depolarizare prin deschiderea mai multor canale de K. Ca urmare a depolarizarii celulei paroase, Ca2+ patrunde masiv si concentratia crescuta de Ca2+ intracelular este urmata de eliberarea unor cantitati mari de glutamat in spatiul sinaptic. Inclinarea stereocililor in sens invers este urmata de inchiderea canalelor de K. Se produce o hiperpolarizarea a celulei paroase si deci o incetare a eliberari de glutamat in spatiul sinaptic. Canalele de K fac parte din superfamiliei TRP, respectiv sunt canale mecanosensibile de tip TRPA1. 44. Rolul maculei utriculei si saculei Utricula si sacula contin fiecare o arie mica senzoriala (macula) de aproximativ 2 mm situata in plan orizontal pentru utricula si respectiv in plan vertical pentru sacula atunci cand capul este inclinat cu 25 grade in jos (plimbare). Fiecare macula este formata din celule paroase acoperite de o membrana gelatinoasa mucopolizaharidica (otolitica) care contine cristale mici de carbonat de Ca2+ si proteine = otoliti. Datorita inertiei crescute a membranei otolitice in raport cu endolimfa orice miscare a capului determina o acceleratie diferita a celor doua structuri. In situatia in care suntem in ortostatism si capul il mentinem drept, macula utriculei situate in plan orizontal detecteaza miscarea capului in plan orizontal, adica mersul inainte/inapoi sau in lateral. Macula saculei in plan vertical detecteaza miscarea capului in plan vertical cum ar fi sariturile.
45.Rolul canalelor semicirculare
Sunt implicate in detectarea acceleratiei angulare. Organele cupulare ale canalelelor semicirculare sunt stimulate de rotatia capului in orice directie. La baza fiecarui canal semicircular se afla creasta ampulara. Creasta amplulara prezinta zona receptoare - ampula care cuprinde celule paroase tip I si tip II iar stereocilii sunt
26
inclavati in membrana gelatinoasa laxa numita cupula. Aceasta nu contine otoliti si are aceeasi densitate ca si endolimfa. Rotatia capului determina o miscare „in sens opus” a lichidului din canalele semicirculare (inertia) in raport cu canalul. Deoarece ampula este intim legata de canalul semicircular, va urma miscarea capului. Lichidul din canalul semicircular determina inclinarea stereocililor celulelor paroase tip I si II. Toate celule cu par sunt orientate in aceeasi directie astfel ca, rotatia va determina fie hiperpolarizare fie depolarizare in functie de directia rotatiei. Canalele semicirculare sunt in numar de trei: anterior, posterior si orizontal.
46.
Reflexul vestibulo-ocular
La inclinarea capului se produce o modificare a pozitiei ochilor care ar duce la pierderea imaginii. Pentru mentinera unei imagini stabile are loc o miscare automata a globilor oculari in sens opus miscarii capului. Reflexul include: canale semicirculare -> nervul vestibular -> fasciculul medial longitudinal -> nucleii oculomotori. 47.Mecanismul de stimulare a celulelor paroase din canalele semicirculare
La baza fiecarui canal semicircular se afla creasta ampulara, care prezinta zona receptoare – ampula, ce cuprinde celule paroase tip I si tip II iar stereocilii sunt inclavati in membrana gelatinoasa laxa numita cupula. Rotatia capului determina o miscare „in sens opus” a lichidului din canalele semicirculare (inertia) in raport cu canalul. Deoarece ampula este intim legata de canalul semicircular, va urma miscarea capului. Lichidul din canalul semicircular determina inclinarea stereocililor celulelor paroase tip I si II. Toate celule cu par sunt orientate in aceeasi directie astfel ca, rotatia va determina fie hiperpolarizare fie depolarizare in functie de directia rotatiei.
48. Mecanismul de stimulare a celulelor paroase din utricula si sacula.
27
E descris la sub 44. 49.Detectarea accelaratiei liniare
Deplasarea capului determina o miscare a otolitilor in sens opus datorita densitatii de 2-3 ori mai mare decat a lichidului din jur. Se produce o inclinare o cililor si secundar o depolarizare respectiv hiperpolarizare a celulelor paroase (in functie de tipul de inclinare: spre kinocil sau invers). Deplasarea are loc atata timp cat exista acceleratie . 50. Detectarea acceleratiei angulare
Canalele semicirculare sunt implicate in detectarea acceleratiei angulare. Detectarea sensului de rotatie se realizeaza prin pozitia pe care o au canalele si prin organizarea celulelor cu par de la nivelul ampulei. Rotatia capului si a ductelor precum si inertia endolimfei determina o deplasare a cupulei in raport cu ampula. Miscarea de rotatie a capului determina rotatia endolimfei cu efect de inclinare a stereocililor in sensul sau in sens contrar cililor din canalul semicircular implicat, si cu efect invers in canalul omonim de parte opusa. Rotatia capului spre stanga in plan orizontal , intiaza o stimulare a celulor paroase (inclinarea cililor in directia kinocilului) in canalul semicircular orizontal stang si o inhibare a celulelor paroase (inclinare in sens opus kinocilului) in canalul semicircular orizontal drept. Prin inclinarea cilului in directia kinocilului se produce o deschidere a canalelor de K cu depolarizarea celulei. Canalele de Ca2+ voltaj dependente permit patrunderea de Ca2+ si secundar eliberarea de glutamat cu stimularea terminatiilor dendritice. Deplasarea stereocilior are loc atata timp cat exista acceleratie angulara. Daca miscarea de rotatie continua liniar stimulul inceteaza. Analizatorul auditiv
51. Caracteristicile sunetului Frecventa sau tonul – muzical î i corespunde î n!l"imea (m!surat! î n Hz).
$ Frecventa vibratiilor da tonalitatea sunetului.
28
$ Tonurile pure sunt simple unde sinusoidale. Acestea sunt rar intalnite in realitatea de zi cu zi. $ Tonurile emise in mod uzual de instrumente, vocea umana sunt un amestec de sunete cu frecvente diferite: o
Frecventele cele mai joase constitue tonalitatea vocii
o
Frecventele cele mai inalte constitue timbrul vocii
$ Un amestec de frecvente fara legatura intre ele se numesc zgomote.
Intensitatea sau amplitudinea- muzical î i corespunde nivelul de intensitate sonor!
(m!surat î n dB). a. INTENSITATEA - definit ! prin puterea vibra"iei pe unitatea de arie cu unitatea W/ m2; reprezinta puterea sunetului pe unitatea de suprafata b. PUTEREA este energia transmis! de unda sonor ! într-o secund! %i are ca unitate de m!sur! wattul - W. Deoarece variatia intensitatii sunetului (respectiv puterea sunetului) perceput de -12
2
6
2
urechea umana variaza foarte mult ( 10 W/m – 10 W/m ) intensitatea se exprima in mod obisnuit ca logaritmare a raportului dintre intensitatea sunetului si intensitatea -12
sunetul de referinta (10
2
W/m ). Majoritatea m!sur!torilor de intensitate a sunetului se fac în raport cu o intensitate numit ! prag de audibilitate sau 0, iar unitatea utilizat! în acest caz este decibelul: dB. Durata - se calculeaza din momentul impactului pana la disparitia ultimei vibratii
percepute.
Timbrul sau culoarea - carcateristica unui sunet muzical de a se deosebi de alte sunete de aceeasi inaltime, durata si intensitate.
Ex: doua sau mai multe instrumente interpreteaza concomitent acelasi paragraf. Desi sunt aceleasi note, noi putem deosebi diferenta dintre un pian si o chitara chiar daca ele canta in acelasi timp. Presiunea sunetului
Putem caracteriza sunetul fara a tine cont de aria pe care actioneaza si de
29
unitatea de timp. Pentru ca intensitatea sunetului este direct proportionala cu presiunea la patrat, iar aceasta variaza ca si intensitatea foarte mult, presiunea sunetului se exprima ca logaritmare a raportului dintre patratul presiunii sunetului si patratul presiunii atmosferice.
52. Urechea medie, rol si structura 1. Structura – Sistem format din:
$ 3 oscioare: ciocanul, nicovala, scarita $ 2 muschi: o
muschiul tensor timpani
o
muschiul scaritei
$ ligamente – mentin pozitia oscioarelor 2. Rol •
•
Asigura corespondeta impedantei intre aer si apa prin: ! Scade amplitudinea, creste forta de 1,3x (undelor sonore) ! Prin raportul dintre suprafata timpanului si suprafata ferestrei ovale: 17/1 ! Forta totala creste de aproximativ 22 de ori ! Aceasta amplificare a fortei face ca sunetele cu frecventa cuprinsa intre 300 - 3000 Hz sa se transmita in proportie de 50-75%. Prin contractia muschilor tensor al timpanului si stapedius se produce: ! Cresterea rigiditatii sistemului osicular => reducerea transmisiei sunetelor
in special al celor cu frecventa joasa atunci cand acestea au o intensitate foarte mare.
! reflexul acustic.
30
53. Organul Corti, structura si rolul fibrelor bazilare Situat in ductul Corti, este format din celulele senzoriale asezate in mai multe randuri pe membrana bazilara si acoperite de o membrana subtire numita membrana tectoriala. Celulele senzoriale ale organului senzorial auditiv Corti se numesc celule paroase. Aceste celule sunt aranjate in trei randuri externe (celulele paroase externe) si un rand intern (celule paroase interne). Aceste randuri de celule paroase sunt in lungimea melcului si perpendiculare pe fibrele bazilare. Celule paroase au un capat bazal in jurul caruia se afla terminatiile nervoase si un capat apical ce prezinta cili care se indreapta si, in cazul celulelor paroase externe, se inclaveaza in membrana tectoriala. Cele trei randuri de celule paroase externe sunt alaturate intim. Intre randul celulelor paroase interne si randurile de celule paroase externe se formeaza un tunel numit tunel Corti. Terminatiile externe ale celulelor paroase sunt fixate de lamina reticulata sustinuta de celulele cohleare triunghiulare. Fibrele bazilare, lamina reticulata si celule paroase formeaza o unitate compacta. Membrana tectoriala este fixata la nivelul limbului spiral si nu se poate deplasa, iar varfurile cililor sunt fixati in aceasta. Astfel, deplasarea membranei bazilare impreuna cu celulele paroase determina indoirea stereocililor.
Membrana bazilara •
•
•
•
•
•
Membrana fibroasa – prezinta 20.000 - 30.000 fibre bazilare fixate printr-un singur capat la columela (partea centrala a cohleei). Prezinta o elasticitate variabila de la baza si pana la helicotrema deoarece: – Lungimea fibrelor creste progresiv: 0,04 mm baza – 0,5 mm varf. – Diametrul scade de 100x de la baza –> vf. Undele patrund prin fereastra rotunda => vibratia lichidului si a membranei bazilare. Atunci cand vibratiile intra in rezonanta cu fibrele bazilare se produce maximul de amplitudine. Undele cu frecventa joasa, 200Hz intra in rezonata maxima la varful cohlee si deci trebuie sa o parcurga in intregime Undele cu frecvente inalta intra in rezonata la baza cohelei astfel ca energia acestora se disipeaza rapid 8000 Hz
31
•
Undele cu frecventa intermediara vor intra in rezonanta cu membrana bazilara intre vf si baza.
54. Transductia semnalului auditiv Membrana tectoriala este fixata la nivelul limbului spiral si nu se poate deplasa decat prin marginea libera. Varfurile cililor celulelor paroase sunt fixati in aceasta. Celulele paroase prezinta un pol bazal orientat spre membrana bazala si un pol apical care prezinta stereocili orientati spre membrana tectoriala. Celulele parose auditive sunt prinse ca intr-un sandvis intre membrana bazala si membrana tectoriala . Deplasarea membranei bazilare este insotita de miscarea celulele paroase apropiindu-se sau indepartandu-se de membrana tectoriala, miscare insotita de inclinarea intr-o parte sau alta a stereocililor celulelor paroase. Totusi, prin acest mecanism doar celulele paroase externe sunt stimulate. Pentru celulele paroase interne care trimit majoritatea aferentelor auditive deplasarea membranei bazale nu poate inclina stereocilii si prin urmare nicio informatie auditiva nu este transmisa. Stimularea celulor paroase interne este un proces mult mai complex. Acesta implica mai multe etape: •
•
•
•
•
•
Rezonanta fibrelor bazale cu undele sonore Deplasarea membranei bazale care contine fibrele bazilare impreuna cu celulele paroase spre si dinspre membrana tectoriala Inclinarea stereocililor celulelor paroase externe urmata de depolarizarea si contractia acestor celule Tractiunea membranei tectoriale spre membrana bazala si ingustarea spatiului dintre cele 2 membrane (bazala si tectoriala) Prin micsorarea acestui spatiu stereocilii celulelor paroase interne se inclina Celulele paroase interne se depolarizeaza si descarca posibil glutamat cu stimularea fibrelor aferente ale nervului cohlear.
55. Focusul auditiv
32
Nu toate celulele paroase externe sunt blocate de nuclei olivari. Celulele paroase externe din banda de frecventa din organul Corti care nu sunt inhibate vor putea sa se scurteze in urma stimularii, si astfel sunetele din aceasta banda de frecventa se vor auzi clar. Acest fenomen se numeste focus auditiv. Focusul auditiv permite peceptia sunetelor in una sau mai multe benzii de frecventa si anularea sunetelor in afara benzilor de interes. 56. Functia celulelor paroase interne 57. Detectarea directiei sunetului Este initiat la nivelul nucleilor olivari superiori: – Grupul lateral: compara intensitatea sunetelor percepute de cele doua
canale auditive pentru acelasi sunet. Functioneaza optim pentru sunete cu
–
•
•
frecventa mare. Grupul median compara intarzierea aceluiasi sunet perceput de cele doua
canale auditive (neuronii prezinta aferente ipsi si contra-laterale). Neuronii din marginea nucleului raspund maximal la intervale mici de timp, iar cei din marginea opusa la intervale mari. Functioneaza optim pentru sunete cu frecvente mai mici de 3000Hz
Forma urechii externe (pavilioanelor) asigura diferentierea sunetele care vin din fata, respectiv din spate prin modificarea calitatii acestora (creste intensitatea sunetelor cand acestea provin din fata) Acesta informatie (directia sunetului) este condusa catre cortex posibil pe alte cai decat cea pentru tonuri.
58. Determinarea frecventei sunetului 1. Teoria localizarii: o
o
Se bazeaza pe capacitatea membranei bazilare de a intra in rezonanta cu sunete la distante variabile in functie de frecventa acestora. Este eficienta pentru sunete cu frecventa mai mare de 2000 Hz
33
2. Teoria temporala sau a frecventelor •
•
Sunetele determina rafale de impulsuri nervoase sincronizate la aceleasi frecvente Este eficienta pentru frecvente joase (20 -2000 Hz)
59. Determinarea intensitatii sunetului Intensitatea sunetului este decodata prin 3 mecanisme. Cresterea amplitudinii vibratiei membranei bazale cu cat sunetul este mai puternic va determina: • •
•
Deformarea mai mare a stereocililor => cresterea frecventei impulsurilor Cresterea numarului de celule stimulate => cresterea numarului de fibre nervoase stimulate Transmiterea de impulsuri de catre celulele paroase externe prin fibre aferente ale nervului cohlear.
60. Intensitatea si puterea sunetului a. INTENSITATEA - definit ! prin puterea vibra"iei pe unitatea de arie cu unitatea W/ m2; reprezinta puterea sunetului pe unitatea de suprafata b. PUTEREA este energia transmis ! de unda sonor ! într-o secund! %i are ca unitate de m!sur! wattul - W. Deoarece variatia intensitatii sunetului (respectiv puterea sunetului) perceput de -12
2
6
2
urechea umana variaza foarte mult ( 10 W/m – 10 W/m ) intensitatea se exprima in mod obisnuit ca logaritmare a raportului dintre intensitatea sunetului si intensitatea -12
sunetul de referinta (10
2
W/m ).
Majoritatea m!sur!torilor de intensitate a
sunetului se fac în raport cu o intensitate numit ! prag de audibilitate sau 0, iar unitatea utilizat! în acest caz este decibelul: dB.
34
61. Rolul aferentelor si eferentelor celulelor paroase
62. Functia celulelor paroase externe Semnalele transmise de celulele paroase externe au relevanta minora in formarea senzatiei auditive. Rolul celulelor paroase deriva din capacitatea de a se contracta. Contractia celulor paroase externe este asigurata de proteine transmembranare numite prestine. Moleculele de prestina modifica conformatia cu micsorararea ariei in planul membranei si scurtarea celulei paroase externe. Prin contractia lor, ele tractioneaza membrana tectoriala astfel incat cilii celulelor paroase interne ajung in contact cu aceasta, stimulandu-le. Contractia celulelor paroase externe este influentata de eferentele primite de la nucleii olivari. Nucleii olivari pot inhiba contractia celulelor paroase externe, urmata de blocarea scurtarii acestor celule si tractiuni ale membranei tectoriale spre membrana bazala. Prin blocarea tractiunii membranei tectoriale gradul de inclinare a stereocililor celulelor paroase interne este diminuat si astfel sunetele fie nu mai sunt percepute, fie sunt percepute foarte slab.
63. Ariile corticale primare si secundare auditive Cortexul primar • • •
• •
Este situat in regiunea supratemporala a girusului temporal superior. Raspunde la frecvente sonore unice Neuronii raspund la intervale scurte de frecventa (prin fenomenul de inhibitie laterala) Sase harti tonotopice Determina tiparele sonore simple
Leziuni ale ariei primare : – Unilateral: hipoacuzie usoara CL, incapacitatea de a determina pozitia
sursei in spatiu – Bilateral: hipoacuzie grava
35
Cortexul auditiv de asociatie/secundar • • • •
Asociaza diferite frecvente sonore Asociaza sunetele cu informatii din alte regiuni senzoriale Determina tiparele sonore tonale sau secventele complexe Transmite informatia catre aria Wernicke (parte a cortexului auditiv situata in regiunea posterioara a girusului temporal superior)
Leziuni ale ariei secunadare: – Pastreaza capacitatea de a auzi si interpreta tipare sonore simple – Incapacitetea de a percepe semnificatia cuvintelor (lezarea ariei Wernicke)
64. Reflexul acustic Analizatorul vizual
65. Ochiul emetrop Ochiul emetrop poate focaliza pe retina imaginea obiectelor aflate la distanta cand muschiul ciliar este complet relaxat. Ochiul prezinta un raport corect intre puterea de refractie a mediilor si lungimea axului. In mod normal lungimea axului este de aproximativ 21-23 mm. Puterea de refractie a corneei este de aproximativ 39-44 dioptrii si a cristalinului de 19-23 dioptrii.
66. Mecanismul acomodatiei Reprezinta capacitatea cristalinului de a-si modifica puterea de refractie pentru a asigura o imagine clara atat la distanta, cat si aproape. Cristalinul are o putere de refractive: •
la tanar intre 20-34 dioptrii
36
• •
la adultul de 40 ani intre 20-23 dioptrii la varstnic de 20-21 dioptrii.
La realizarea acomodatie participa: • •
•
Cristalinul Ligamentul suspensor (20 de zonule/ligamente) Muschiul ciliar (componenta circulara este cea mai importanta)
Este un reflex conditionat care apare dupa varsta de 6 luni – timp necesar dezvoltarii functiei maculare.
Este realizata prin actiunea: "
Sistemului nervos parasimpatic ! Nc accesor al nv oculomotor comun – fibre preganglionare ! Ggl ciliar – neuron II ! Nervi ciliari scurti – fibre postganglionare
"
Sistemului vegetativ simpatic ! Primul neuron este situat in hipotalamus ! Al dolea neuron se afla in coarnele intermedio-laterale ale maduvei spinarii la nivel C8-T2 ! Al treilea neuron se afla in ggl cervical superior
67.Presiunea intraoculara
Presiunea intraoculara are o valoare normala cuprinsa intre 11-21 mmHg .Valoarea normala este data de echilibrul dintre cantitatea de umoare apoasa produsa de corpul ciliar si cantitatea eliminata. Cantitatea de umoare apoasa produsa de epiteliul non-pigmentar din procesele ciliare ale corpului ciliar este de 2.0 pana la 2.5 microlitri pe minut. Secretia si eliminarea de umoare apoasa variaza putin atat diurn cat si de-a lungul vietii. Umoarea apoasa este eliminate prin:
37
1.calea trableculocanaliculara(90%): trabecul-Canal Schlem-vene apoase-vene episclerale; 2.calea uveosclerala(10%) –prin traversarea fibrelor longitudinale ale muschiului ciliar-spatiul supacoroidian-vene transclerale-vene episclerale. Presiunea in venele episclerale variaza cu pozitia corpului: creste in ortostatism si scade in clinostatisim. Valoarea presiunii in venele episclerale influenteaza rezistenta la scurgere a umorii apoase. In timpul noptii si in prima parte a zilei presiunea intraoculara este crescuta iar in partea a doua a zilei presiunea este minima. Presiunea intraoculare poate creste, afectand nervul optic, prin: -cresterea secretiei de umoare apoasa(rar) -scaderea eliminarii 68. Fototransductia Se realizeaza in segmentul extern al fotoreceptorilor. Proteina centrala in celulele cu bastonas este rodopsina. Aceasta face parte din familia proteinelor G cuplate cu un receptor si este alcatuita din opsina si cis-.Se gaseste sub doua forme :inactiva si activa. Rodopsina activata declanseaza o cascada cu rol in amplificarea semnalului, generand o hiperpolarizare a celulei. In lipsa stimularii luminoase, fotoreceptorii sunt depolarizati datorita unui flux coninuu de Na+ care are loc prin canalele de Na+ cuplate cu GMPc. Aceasta depolarizare persistenta este insotita de o eliberare permanenta de neurotransmitator(glutamat). Atunci cand o cuanta de lumina ajunge la nivelul rodopsinei aceasta trece prin forme instabile de scurta durata pana ajunge in stadiul de metarodopsina II sau rodopsina activata. Durata de viata a acestei forme este de sub o secunda timp in care initiaza casacada celulara de amplificare a semnalului.Astfel, forma activa a rodopsinei activeaza la randul ei mai multe molecule de transducina. Transducina activeaza mai multe molecule de fosfodiesteraza care la randul lor transforma GMPc in GMP. Prin scaderea GMPc canalele de Na+ se inchid si se intrerupe influxul de ioni pozitivi si celula se hiperpolarizeaza iar eliberarea de glutamat inceteaza. Rodopsina activata se desface in trans-retinal si opsina. Trans-retinalul cu ajutorul unei izomeraze trece din nou in forma cis si recompune cu opsina, rodopsina.
38
In cazul in care trans retinalul este in exces acesta poate fi convertit in trans-retinol (vitamina A) si depozitat ulterior in celulele epileliului pigmentar.
69. Rolul epiteliului pigmentar Epiteliul pigmentar retinian este format dintr-un singur strat de celule epiteliale intre care exista jonctiuni stranse care impiedica comunicarea directa intre tunica vasculara si retina. Indeplineste mai multe roluri: •
•
•
Prin prezenta granulelor de melanina absoarbe lumina in exces si reduce reflexia creand o camera obscura Formeaza bariera hematoretiniana externa Fagociteaza discurile degradate ale segmentelor externe ale fotoreceptorilor
•
Asigura nutritia celulelor retiniene din 2/3 externe
•
Indeparteaza produsii de catabolism din retina
•
Rol de depozit al vitaminei A
70. Rolul celulelor orizontale: Principalul rol al celulelor orizontale este inhibitia laterala. Odata ce un fotoreceptor este stimulat, determina in celule bipolare stimulare (prin scaderea inhibitiei) si in celulele ganglionare o descarcare de potentiale de actiune (celulele bipolare si ganglionare de pe aceeasi linie ) Totodata, fotoreceptorii prin intermediul celulelor orizontale inhiba puternic celulele bipolare din coloanele laterale cu incetarea descarcarii de catre celulele ganglionare de potentiale de actiune. Imhibitia laterala este importanta in toate sistemele vizuale si asigura cresterea contrastului vizual . Conexiunea laterala prin intermediul celulelor orizontale sustine inhibitia laterala (GABA). Inhibitia laterala suplimentara este asigurata de celulele amacrine.
39
71. Vederea colorata Celulele cu conuri sunt responsabile pentru vederea colorata. Ele contin fotopigmenti asemanatori rodopsinei care raspund optim la o anumita valoare a lungimii de unda a luminii: a) albastru (absortie maxima 419nm) b) verde (absortie maxima 530nm) c) rosu (absortie maxima 560nm) Toti cei trei pigmenti sunt necesari pentru vederea cromatica corecta. Vederea tricromata se intalneste la 90% din populatie, fiind determinata de ultilizarea in porportii echilibrate a celor 3 pigmenti. In cazul absentei unuia dintre pigmenti(discromatopsie) individul vede totusi aproape toate culorile (folosind ceilalti doi pigmenti) Exista doua teorii care incearca sa explice vederea colorata: a) Teoria tricromatica; b) Teoria Hering sau teoria culorilor oponente galbenalbastru. Teoria tricromatica Se bazeaza pe posibilitatea perceptiei tuturor nuantelor culorilor prin amestecarea in diferite combinatii ale celor trei culori fundamentale. Conform acestei teorii, cele trei tipuri de conuri sunt excitate diferit si intensitatile excitatiilor pigmentilor sunt comparate de catre creier. Prin aceasta comparatie este determianta perceptia unei anumite culori. Teoria culorilor complementare Propune existenta unui proces neurologic care considera culorile a fi opuse. Cele doua teorii constitue baza vederii colorate.
72.Reflexul pupilar
40
Cand cantitatea de lumina care patrunde in ochi este prea mare, pupila se micsoreaza pentru a ajusta aceasta cantitate. Se obtine astfel o vedere clara atat in mediu luminat cat si intunecat. Este un reflex rapid care modifica diametrul pupilar de la 1,5 mm in lumina puternica pana la 8 mm in intuneric. De asemenea, determina creterea profunzimii campului vizual in lumina puternica prin ingustarea fasciculului de lumina care ajunge la retina. La stimularea luminoasa exista un raspuns parasimpatic si un raspuns simpatic. Raspunsul parasimpatic este cel mai important. Lumina patrunde in ochi si stimuleaza retina determinand impulsuri care merg: •
•
prin fibrele nervoase nazale care decuseaza in nuclei pretectali de parte opusa prin fibrele nervoase temporale in nucleii pretectali de aceeasi parte.
Neuronii pretectali de ambele parti stimuleaza neuronii din ambii nuclei Edinger-Westphal, astfel ca o stimulare unilaterala produce o contractie pupilara simetrica. Neuronii preganglionari din nucleul Edinger-Westphal transmit fibre pe calea nervului III pana la ganglionul ciliar. Fibrele postganglionare din ganglionul ciliar inerveaza sfincterul pupilar. Raspunsul simpatic determina contractia muschiului dilatator al irisului si implica mai multi neuroni: •
•
•
Primul neuron este situat in hipotalamus Al doilea neuron se afla in coarnele intermedio-laterale ale maduvei spinarii la nivel C8-T2 Al treilea neuron se afla in ggl cervical superior
73. Rolul celulelor ganglionare Celulele ganglionare fac convergenta semnalului si de asemenea, transmit semnalul nervos sub forma de potentiale de actiune spre creier. Avem in jur de 1.600.000 celule ganglionare care preiau informatia de la aproximativ 100.000.000 bastonase si 3.000.000 conuri. Prelungirile axonale ale celulelor ganglionare au o prima parte nemielinizata la nivelul retinei (stratul fibrelor nervoase) si o parte mielinizata formand nervul optic , chiasma si tracturile optice.
41
Exista trei tipuri de celule ganglionare - Celule W constitue 40% din celulele ganlionare, transmit semnalul vizual de la celulele cu bastonase si sunt implicate in vederea scotopica - Celulele X reprezinta 55% din total, transmit semnalul vizual de la celulele cu conuri si asigura vederea fotopica, colorata. - Celule Y reprezinta 5% , se raspandesc pe campuri foarte largi, raspund la miscari rapide sau schimbari rapide ale intensitatii luminii avand functie de avertizare si determina miscarea ochilor spre stimulul luminos.
74. Miopia. Hipermetropia
Miopia Reprezinta dezechilibrul dintre puterea dioptrica si lungimea axului ochiului in care imaginea unui obiect situat la infinit se formeaza inaintea retinei intr-un ochi non-acomodativ. Punctul focal este inaintea retinei iar punctul remotum este intre infinit si ochi. Exista trei tipuri de miopie: - miopie de ax cand axul ochiului este mai mare decat normal - miopie de refractie cand refractia ochiului este mai mare decat normal - miopie mixta cand refractia si axul sunt mai mari decat normal Se defineste puterea dioptrica a miopiei prin inversul distantei dintre punctul remotum si ochi. Pentru corectie vom folosi lentile care sa scada puterea de refractie a ochiului, lentile concave sau lentile negative, cu convergenta egala cu inversul distantei dintre punctul remotum si ochi.
Hipermetropia
42
Reprezinta dezechilibrul dintre puterea dioptrica si lungimea axului ochiului in care imaginea unui obiect situat la infinit se formeaza in spatele retinei intrun ochi non-acomodativ. Punctul focal este in spatele retinei iar punctul remotum este un punct virtual. Exista trei tipuri de hipermetropie: - hipermetropie de ax cand axul ochiului este mai mic decat normal - hipermetropie de refractie cand refractia ochiului este mai mica decat normal - hipermetropie mixta cand refractia si axul sunt mai mici decat normal Se defineste puterea dioptrica a hipermetropiei prin valoarea lentilei convexe (lentila pozitiva, convergenta) necesara ochiului non-acomodativ care sa aduca punctul remotum la infinit sau sa mute punctul focal pe retina. Hipermetropul isi poate corecta viciul fie prin purtarea de lentile convexe fie prin acomodatie. Totusi, o acomodatie prelungita duce la cefalee, dureri oculare, vedere neclara, , fatigabilitate.
75. Reflexul acomodativ Acomodatia este un reflex conditionat care apare dupa varsta de 6 luni, timp necesar dezvoltarii functiei maculare. Este realizata pe cale simpatica si parasimpatica. Parasimpatic: Aferentele arcului sunt asigurate de nervul optic, tracturile optice si apoi radiatile optice. Daca imaginea proiectata la nivel cerebral este neclara (defocusata), impulsurile plecate prin tracturile occipito-tectale si occipito-coliculare determina stimularea nucleilor Edingar-Westphal. Eferentele: fibre preganglionare intra in componenta nervului III si fac sinapsa cu neuronul 2 al caii in ganglionul ciliar. De la acesti neuroni pornesc fibre scurte care inerveaza componenta circulara a muschiului ciliar. Sistemul vegetativ simpatic implica la fel ca si in reflexul pupilar trei neuroni
43
•
•
•
Primul neuron este situat in hipotalamus Al dolea neuron se afla in coarnele intermedio-lateral ale maduvei spinarii la nivel C8-T2 Al treilea neuron se afla in ggl cervical superior
76. Inhibitia laterala Este principalul rol al celulelor orizontale. Odata ce un fotoreceptor este stimulat, determina in celule bipolare stimulare (prin scaderea inhibitiei) si in celulele ganglionare o descarcare de potentiale de actiune (celulele bipolare si ganglionare de pe aceeasi linie ) Totodata, fotoreceptorii prin intermediul celulelor orizontale inhiba puternic celulele bipolare din coloanele laterale cu incetarea descarcarii de catre celulele ganglionare de potentiale de actiune. Inhibitia laterala este importanta in toate sistemele vizuale si asigura cresterea contrastului vizual . Conexiunea laterala prin intermediul celulelor orizontale sustine inhibitia laterala (GABA). Inhibitia laterala suplimentara este asigurata de celulele amacrine.
77. Campul vizual Campul vizual reprezinta aria perceputa de un ochi la un moment dat. Aria dinspre regiunea nazala este denumita camp nazal, iar cea dinspre regiunea laterala este denumita camp temporal. Componentele câmpului vizual : câmpul vizual central – por $iunea din spa$iul unui obiect a c!rui imagine seformeaz! în fovee %i în aria retinian! din jurul ei; este de aproximativ 50 câmpul vizual relativ – câmpul vizual perceptibil când ochiul %i capul r!mân fic%i.
44
câmpul vizual absolut (total) - câmpul vizual perceptibil atunci când capul r!mâne fix %i obstruc$iile paraorbitale sunt eliminate prin mi%c!ri ale ochiului. Pentru a diagnostica cecitatatea in regiuni specifice ale retinei, trebuie examinat campul vizual pentru fiecare ochi printr-o metoda denumita perimetrie.In toate diagramele de perimetrie, pata oarba produsa de absenta bastonaselor si conurilor de la nivelul discului optic al retinei este localizata la aproximativ 15 grade lateral de punctul vizual central. 78. Celule fotoreceptoare Celulele cu conuri si bastonase sunt celulele retiniene specializate in fototransductia semnalului luminos in semnal nervos. Raportul dintre celulele cu bastonase si celulele cu conuri este de 20:1. Celulele fotoreceptoare prezinta trei segmente: -un segment extern care are forma de bastonas sau de con. Deoarece proteina implicata in fototransductie este o proteina transmembranara , membrana fotoreceptorului se plicatureaza formand pana la 1000 de discuri. Prin plicaturarei membranei la nivelul discurilor se obtine o suprafata membranara foarte mare. Acesta organizare a membranei explica sensibilitatea mare a fotoreceptorilor, fiind necesare doar 50-70 de cuante de lumina (fotoni) pentru a obtine un raspuns . Discurile se produc incontinuu de-a lungul vietii. Discurile noi imping discurile vechi spre periferie. Cele mai periferice discuri se degradeaza si vor fi fagocitate de epiteliul pigmentar. - segmentul intermediar sau central, nu se deosebeste de al altor celule. La acest nivel se gasesc nucleul, organitele celulare. -segmentul intern si segmentul sinaptic realizeaza conexiuni cu celulele bipolare in organizarea pe verticala (coloane retiniene) si cu celulele orizontale in organizarea pe orizontala. Celulele cu bastonase. Contin o singura substanta fotosensibila numita rodopsina formata din opsina si cis-retinal. Fotoreceptorii au o sensibilitate crescuta la lumina si sunt responsabili de vederea scotopica, monocromatica. Celulele cu bastonas sunt situate la periferie si absente in fovee. Pentru a creste sensibilitatea la lumina a retinei exista o convergenta de 100:1 (bastonase: celule ganglionare) in periferie si mai mica 10:1 spre macula. Celulele cu conuri. Sunt implicate in vederea diurna(fotopica). Sunt de trei tipuri, fiecare tip avand un pigment fotosensibil pentru cele trei culori fundamentale:
45
verde, rosu, albastru. Distributia in retina este neomogena. In fovee (zona centrala a maculei) intalnim numai celule cu conuri, ca apoi in retina periferica densitatea acestora sa scada cu indepartarea de macula. Convergenta este mai mica decat pentru celulele cu bastonase pentru ca in fovee raportul sa fie de 1:1 (conuri: celule ganglionare).
79. Organizarea celulara a retinei Retina senzoriala (la fel ca epiteliul pigmentar) au origine neuroectodermala provenind din veziculele optice care se formeaza in stadiul embrionar. Neuroretina numita si tunica nervoasa este organizata dinspre umorul vitros situat la interior spre coroida (tunica vasculara) situata la exterior in mai multe straturi: 1. Membrana limitanta interna (prelungirea celulelor Muller) 2. Stratul fibrelor nervoase (prelungirile celulelor ganglionare) 3. Stratul celulelor ganglionare ( al treilea neuron din circuitul neuronal al retinei) 4. Stratul plexiform intern (sunt localizate sinapsele dintre celulele ganglionare si celulele bipolare) 5. Stratul nuclear intern (format in cea mai mare parte din celulele bipolare) 6. Stratul plexiform extern (sunt localizate sinapsele dintre fotoreceptori si celulele bipolare) 7. Stratul nuclear extern (format din segmentul central al fotorecetorilor) 8. Membrana limitanta externa (prelungirea celulelor Muller) 9. Stratul conurilor si bastonaselor (segmental extern al fotoreceptorilor) 10. Stratul pigmentar (format din epiteliul pigmentar retinian) *celule Muller-celule gliale cu rol de suport. Organizarea retinei se face atat in coloane verticale cat si prin conexiuni intre aceste coloane. Fotoreceptorii sunt situati spre exterior astfel ca lumina traverseaza toate straturile retinei senzoriale pentru a ajunge la nivelul segmentelor lor externe. Coloane verticale (fotoreceptori- celule bipolare-celule ganglionare) sunt
46
interconectate prin celulele orizontale si amacrine pentru o corecta procesare a semnalului la nivelul retinei. 80. Acuitatea vizuala Reprezinta capacitatea ochiului de a distinge forma, dimensiunea si conturul obiectelor. Este puterea de discriminare spatiala pe care ochiul o poate exercita pentru a vedea diferite detalii din spatiu. Exista multiple moduri de a caracteriza acuitatea vizuala cum ar fi: o
Discriminarea vizuala spatiala $ Minima perceptibila (determinarea dimensiunii minime a unui punct din spatiu care poate fi perceput) $ Minima separabila (AV clinica sau acuitatea vizuala Snellen) (determinarea unghiului minim de separare dintre doua puncte luminoase din spatiu identificate ca fiind distincte)
o
o
Discriminarea vizuala luminoasa (1%) sau sensibilitatea la contrast reprezinta pragul minim vizibil ,adica stralucirea minima a unei tinte care sa o faca distincta de fundal. Temporala - durata minima intre doua stimulari pentru a putea fi percepute ca fiind separate (ex :cinematografia)
In termeni obisnuiti acuitatea vizuala este acuitatea clinica numita si acuitatea Snellen.. Unghiul minim in termeni fiziologici este de 25 sec arc de cerc. La acest unghi razele venite de la doua puncte luminoase distincte cad pe doua celule fotoreceptoare diferite Acest unghi este masurat in laborator cu sedareacompleta a persoanei investigate. Capacitatea de discriminare nu este egala in orice punct al retinei si depinde de intensitatea luminoasa a punctelor luminoase. Retina periferica are o acuitate vizuala mai mica decat a maculei datorita diferentelor histologice dintre cele doua. Conexiunile celulare care se relizeaza in macula sunt de 1 la 1, adica un singur fotoreceptor-o singura celula bipolara- o singura celula ganglionara, fata de retina periferica cu o convergenta mare a stimulilor de 10:100 celule fotoreceptoare. Un aspect important este distributia celulelor fotoreceptoare cu prezenta numai a celulelor cu conuri in macula. In retina periferica exista un amestec de celule cu conuri si bastonase, densitatea celulelor cu conuri scazand cu indepartarea de macula. Dispozitia celulelor cu bastonase este relativ uniforma in retina cu exceptia maculei unde sunt absente. Prin dispozitia inegala a celulor fotoreceptoare avem
47
diferente intre fotopic si scotopic a acuitati vizuale. In fotopic acuitatea vizuala este maxima in macula si scade abrupt cu trecerea spre periferie(5/50). In scotopic acuitatea vizuala a retinei este scazuta si relativ omogena in retina periferica (5/50) si absenta in macula.
81. Acomodarea la lumina si intuneric Cand cantitatea de lumina care patrunde in ochi este prea mare, pupila se micsoreaza ajustand astfel aceasta cantitate. Se obtine o vedere clara atat in mediu luminos cat si in mediu intunecat. Este un reflex rapid care modifica diametrul pupilar de la 1,5 mm in lumina puternica pana la 8 mm in intuneric. De asemenea, determina creterea profunzimii campului vizual in lumina puternica prin ingustarea fasciculului de lumina care ajunge la retina. Exista un raspuns parasimpatic si un raspuns simpatic. Raspunsul parasimpatic este cel mai important. Lumina patrunde in ochi si stimuleaza retina determinand impulsuri care ajung prin fibrele nervoase nazale care decuseaza in nuclei pretectali de parte opusa si prin fibrele nervoase temporale in nucleii pretectali de aceeasi parte. Neuronii pretectali de ambele parti stimuleaza neuronii din ambii nuclei Edinger-Westphal, astfel ca o stimulare unilaterala produce o contractie pupilara simetrica. Neuronii preganglionari din nucleul Edinger-Westphal transmit fibre pe calea nervului III pana la ganglionul ciliar. Fibrele postganglionare din ganglionul ciliar inerveaza sfincterul pupilar. Raspunsul simpatic determina contractia muschiului dilatator al irisului si implica mai multi neuroni: - Primul neuron este situat in hipotalamus - Al doilea neuron se afla in coarnele intermedio-laterale ale maduvei spinarii la nivel C8-T2 - Al treilea neuron se afla in ggl cervical superior
Sensibilitatea gustativa 82.Transductia pentru semnalul amar
Pentru gustul amar exista cellule chemoreceptoare specializate ce prezinta la suprafata receptori GPCR codat de doua mari familii de gene care codeaza receptorii
48
pentru gust (T1R si T2R).Majoritatea acestor cellule se afla in papilele papile le din varful limbii. Pentru amar, amar, receptorul este unul din cei 25 monomeri T2Rs. Acesti receptor actioneaza stimuland proteina G care initiaza calea IP3-PKC. Proteina G activate de receptorul recep torul de suprafata stimuleaza PLC care la randul sau desface fosfoinozitol(PIP2) fosfoinozitol(PIP2) in inozitol trifosfat (IP3) si diacilglicerol(DAG). IP3 permite trecerea Ca din RE in i n citosol. Prin crestea Ca intracitoplasmatic se activeaza canale TRPMS(transient receptor potential) care permit patrunderea Na intracellular. intracellular. Patrunderea Patrunderea Na depolarizeaza celula si permite canalelor de Ca voltaj dependente sa se deschida. Influxul masiv de calciu duce la contractia citoscheletului, docarea veziculelor cu neurotransmitator la suprafata membrane si eliberarea eliber area continutui in fanta sinaptica. 83. Transductia pentru umami si dulce 84. La fel ca pentru amar, doar ca receptorii sunt: a) Pentru dulce: receptorul este un dimer T1R2-T1R3. Acest receptor leaga cu mare specificitate zaharuri, dar si alte molecule diferite de glucide, precum aspartatul sau zaharina b) Pentru umami-receptorul este un dimer T1R1-T1R3. Aminoacizii sunt esentiali in formarea de protein cu rol enzimatic sau structural. Senzatia de delicious pe care aminoacizii o formeaza este esentiala in a asigura un aport echilibrat 85. Transductia pentru acru Pentru Pentru gustul acru, majoritatea celulelor receptoare sunt in papilele p apilele din partea posterioara a fetei dorsal a limbii si in regiunea palatului moale. Gustul acru este dat de cantitatea de acizi dizolvati in saliva. Prin disocierea acizilor creste concentratia protonilor din saliva cu scaderea pH-ului. Protonii stimuleaza celulele pentru gustul acru prin mai multe mecanisme: - Patrund Patrunderea erea protonilor protonilor prin canalele canalele de de Na EnaC determinand determinand depolarizare depolarizareaa celulei - Activarea canalelor cationice selective si ASIC (acid sensitive ionic channel) care produc depolarizarea celulei. - Alte mecanisme implica toxicitatea directa a protonilor
49
86. Transductia pentru gustul sarat -Gustul sarat este dat de diferitele saruri ingerate si care prin dizolvare in saliva disociaza. -Pentru gustul sarat, celulele receptoare se afla in special in mugurii gustative de pe partile laterale ale limbii. -Cea mai importanta sare este clorura de sodium care prin disociere in Na si Cl permite ionilor de Na sa patrunda patrunda prin canale de Na ENaC din membrana membrana celulara in citosol modificand potentialul receptor din celula. -Transductia gustului pentru sarat se bazeaza pe permeabilitatea fixa a canalelor de Na la diferite gradiente de Na, spre deosebire de canalele de Na voltaj dependente care au permeabilitate variata la gradient fix. Atunci cand concentratia Na in saliva creste datorita permeabilitatii constante a canalului Na ENaC, influxul de Na creste determinand depolarizarea celulei. Se deschid canale de Ca voltaj dependente- influx de Ca urmat de eliberarea de mediator in fanta sinaptica.
87. Reflexul salivar Fibre din tractul solitar fac sinapsa cu neuroni din nucleul salivar superior si inferior si de aici pe calea nervilor facial si glosofaringian stimuleaza glanda parotida si glandele salivare sublinguala si submandibulara. Astfel, prin ingestia de alimente sunt stimulate receptorii din mugurii gustative care prin intermediul neuronilor tractului solitar vor stimuli neuronii din nucleii salivari care vor determina salivatia. Saliva este extrem de importanta in formarea bolului alimentar si in deglutitie.
88.7. 88. 7.Structura papilelor gustative Fiecare papila gustativa contine mai multi muguri gustativi. Intr-un mugure gustativ sunt localizate 50-150 de celule receptoare, numeroase celule bazale si celule de suport. Mugurele gustative este situate in epiteliul mucoasei lingual.
50
Celulele epiteliale receptoare prezinta un pol apical cu cativa microvili care se orienteaza spre porul gustativ si un pol bazal in jurul caruia sunt terminatiile nervoase sensizitve. La baza se afla numeroase celule bazale cu rol in inlocuirea celulelor epiteliale receptoare.
89.8.Rolul receptorilor GPCR in sensibilitatea gustativa Pentru fiecare din gusturile specifice pentru dulce, amar si umami exista celule chemoreceptoare specializate ce prezinta la suprafata receptori GPCR codat de doua mari familii de gene care codeaza receptorii pentru gust(T1R si T2R). Proteina G activata de receptorul de suprafata stimuleaza PLC care desface PIP2 in IP3 si DAG. IP3 permite trecerea Ca din RE in citosol. Cresterea Ca intracitoplasmatic activeaza canalele TRPM5 care permit patrunderea Na intracelular. Deschiderea canalelor de Ca voltaj dependente- docarea veziculelor cu mediator la suprafata membrane si eliberarea in fanta sinaptica.
Sensibilitatea olfactiva
90.T 90.Transductia semnalului oflactiv
Implica mai multe etape: a) Activarea receptorilor olfactivi situati la nivelul membrane cililor. Acesti receptori apartin ca si receptorii gustative familiei GPCR b) Receptorul activeaza proteina Golf cuplata cu adenilat ciclaza c) Stimularea proteinei G activeaza adenilat ciclaza care transforma ATP in AMPc d) AMPc deschide canale cationice crescand permeabilitatea membranara pentru Na, Ca e) Cresterea concentratiei de Ca citosolic determina deschiderea de canale anionice voltaj dependente f) Efluxul de CL din celula determina o depolarizare suplimentara a celulei
51
g) Cand celula depaseste potentialul prag se produc potentiale de actiune “SPIKE” care se propaga prin axonii scurti care traverseaza lama cribriforma. 91. Receptorul olfactiv:organizare, structura, rol A) organizare: Celulele receptoare olfactive sunt neuronii bipolari situatia in mucoasa nazala. Sunt in numar de peste 100 milioane. Numeroase celule de sustinere din epiteliul olfactiv sunt raspandite in jurul celulelor olfactive. B) structura: -au o prelungire dendritica cu o umflatura(butonul olfactiv) de la care pleaca o arborizatie din 4-25 cili la nivelul carora se afla receptorii olfactivi -prezinta un axon scurt care strabate lama ciuruita si care face sinapsa cu celule mitrale la nivelul glomerulilor din bulbul olfactiv C)rol: -la nivelul celulelor olfactie se realizeaza transductia semnalului olfactiv
92. Bulbul olfactiv Axonii scurti ai celulelor bipolar strabat lama ciuruita si se termina in bulbul olfactiv. La acest nivel se afla mii de glomerului care sunt locul unde fac sinapsa celulele olfactive cu al doilea neuron. Fiecare glomerul primeste:-2500 de terminatii ale celulelor olfactive -25 de terminatii ale celulelor mitrale -60 de terminatii ale celulelor cu “smoc” sau “in ciucure” Prin stimularea separate a glomerulilor bulbului olfactiv se observa o orientare a sensibilitatii olfactive. Din bulbul olfactiv porneste tractul olfactiv care se divide in 2 mari tracturi: a) Aria medial olfactiva(portiunea mediobazala a creierului, anterior de hipotalamus)---sistemul limbic : comportament +lingerea buzelor, salivatie
52
b) Aria lateral olfactiva(cortexul piriform si portiunea corticala a amigdalei)---hipocamp : placere/respingere a diferitelor alimente bazata pe experienta anterioara.
Sensibilitatea termica
93. Transductia pentru sensibilitatea termica pentru cald Terminatiile nervoase pentru cald prezinta receptori din clasa TRP. Receptorii pentru cald din piele sunt TRPV1-4 sau receptorii vaniloid. TRPV1 este activat de substante din clasa vaniloidelor cum ar fi capsaicina. Capsaicina se gaseste in boabele de piper, ardei iute, usturoi si activeaza aceste canale dand senzatia de fierbinte. Pragul de temperatura pentru TRPV1 este de 43 de grade C si ajuta la modularea senzatiei de durere in cadrul perceptiei termice 94.Transductia pentru sensibilitatea termica pentru rece
Terminatiile nervoase pentru rece prezinta o serie de receptori care fac parte din clasa TRP (Transient receptor potential) cum ar fi TRPM8 si TRPA1. Activitatea receptorului incepe sub temperatura de 40 grade C si atinge un maxim de activare la 27 grade C. Acest receptor poate fi activat de mentol.Prin aplicarea la nivelul pielii de mentol se activeza canelele de TRPM8 care produc senzatia falsa de rece. La temperatura de 8 grade C receptorul isi inceteaza activitatea. Sub aceasta temperature frigul are effect de anestezic local. 95.Raspunsul dinamic si static la stimulul termic
a) Raspunsul dinamic: apare ca urmare a modificarilor bruste de temperatura. Acest raspuns este cu atat mai amplu cu cat variatia de temperatura este mai mare si cu cat durata in care se produce modificarea este mai mica. c) Raspunsul static: este strict legat de temperatura pielii. Acest raspuns este minim la 40 grade C si creste la un maxim de 28 de grade C ca apoi sa scada spre 10 grade. In concluzie, modificarea brusca a temperaturii determina un raspuns dinamic intr-o prima etapa ca mai apoi dupa cateva minute sa fie urmat de un raspuns static. 96.Termoreceptia central 97.Termoreceptia periferica 98.+ 99. Receptori pentru cald si rece- (93 +94) la transductie
53
Sensibilitatea tactila 100. Corpusculul Pacinii
•
Este cel mai studiat receptor tactil, cu adaptare rapida la stimulare
•
Cel mai mare mecanoreceptor cu o lungime de 2mm si un diametru de 1mm
•
Sunt situa"i in hipoderm
•
Receptorul este format dintr-o termina"ie nervoasa încapsulat !. Capsula este formata din 20-70 de lamele dispuse asem !n!tor foitelor de ceapa; aceste lamele fiind celulele Schwann modificate, plate foarte sub "iri. Intre aceste foite se afla un lichid, gelatinos, vâscos care se poate deplasa printre foite si care permite distribu"ia uniforma a presiunii pe termina "ia nervoasa.
•
Prin presiune localizata pe corpusculul Pacini se produce o deformare a termina"iei nervoase încapsulate cu stimularea mecanoreceptorilor care deschid canalele de Na urmat de un influx de ioni pozitivi (Na) si producerea unui poten"ial local.
•
Poten"ialul locat când atinge nivelul prag determina deschiderea canalelor de Na voltaj dependente si ini"ializarea unor vârfuri de poten"ial. Aceste vârfuri se propaga sub forma unor poten "iale de ac"iune ascendent spre m!duva spin!rii
101. Adaptarea receptorilor
Din descrierea tipurilor de receptori gradul de adaptare depinde de aspectul histologic al receptorului. Termina"iile nervoase încapsulate prezinta un grad mare de adaptare fiind implicate in detectarea stimulilor vibratiilor dar si a stimulilor tactili fini. Termina"iile neîncapsulate se adapteaz! lent si permit detectarea stimulilor tactili grosieri si r!spund la presiunea executata asupra tegumentului. Viteza de adaptate este diferita pentru diferi"i mecanoreceptori de la o adaptare foarte rapida (sutimi de secunda) ca in cazul corpusculilor Pacini pana la o adaptare lenta de 1-2 zile cum sunt baroreceptori (receptori de presiune din sistemul circulator arterial). Chemoreceptorii si receptorii pentru durere se adapteaz! foarte lent.
54
Mecanismul de adaptare implica structura receptorului capabil sa anuleze deformarea indusa de stimul chiar daca acesta î 'i men"ine ac"iunea (vezi corpusculii Pacini). Un mecanism suplimentar de adaptare este chiar termina"ia nervoasa libera care prezinta o sc!dere a r!spunsului mecanoreceptorilor la deformare cu sc !derea influxului de Na si sc!derea frecventei de desc!rcare a fibrei senzitive. Acomodarea poate fi de asemenea cauzata de a hiperpolarizarea termina "iei prin activarea canalelor de canalele de K dependente de Ca. Receptorii care se adapteaz! rapid se numesc receptori fazici si sau de mi 'care si anun"a modific!rile de stare de la nivelul pielii. Receptorii cu adaptare lenta sunt receptori tonici si men"in desc!rcarea de impulsuri pe durata lunga -minute, ore - cu rol in anun"a persistenta ac"iunii stimulului la nivelul pielii. 102. Câmpul receptor-discriminare spatiala
Exista o varia"ie a câmpului receptor legata de: tipul de sensibilitate cat si de regiunea inervata. Câmpul receptor este mai mic pentru pielea mâinii, fetei si mai mare pentru pielea spatelui sau a membrelor inferioare. Cu cat câmpul receptor este mai mare cu atât capacitatea discriminativa scade. Daca ne raportam la tipul de receptor observam ca pentru corpusculii Pacini, câmpul receptor este extrem de larg iar pentru corpusculi Meissner si discurile Merkel câmpul receptor este foarte mic. Prin urmare ultimii doi receptori sunt implica "i in sensibilitatea epicritic! a vârfurilor degetelor cu o mare rezolu"ie spa"ial!. In plus câmpul receptor poate avea o densitate diferita de receptori pe suprafa "a tegumentara. Sensibilitatea tactila creste cu cre 'terea densit!"ii receptorilor. O cre'tere a densitate de receptori (cre'terea a num!rului de termina"ii pe suprafa"a de piele inervata prin cre'terea gradului de ramificare a fibrei senzitive) duce la cre'terea capacita"ii de identificare a unor stimuli slabi. In concluzie: Discriminarea spa"ial! este in strâns! leg!tura cu câmpul receptor si creste cu cat acesta devine mai mic si este legata de tipul si densitatea receptorilor in diferitele regiuni ale pielii. 103. Codificarea intensit!"ii stimulului
Intensitatea stimulului este codata prin sumarizare de frecventa si spa"ial!. Sumarizarea de frecventa a fost prezentata si reprezint! rela"ia dintre intensitatea stimulului si frecventa poten"ialelor de ac"iune transmise prin fibra senzitiva.
55
Cre'terea intensit!"ii unui stimul va implica stimularea unui num !r mai mare de câmpuri receptoare- sumarizare spa"ial!. Cu cat intensitatea stimulului este mai mare cu atât num !rul de fibre senzitive stimulate este mai mare in conjunc "ie cu crestarea frecventei de desc!rcare. Fibrele care au câmpul receptor in locul central de ac"iune a stimulului au rata cea mai mare de desc !rcare. Cu cat câmpul receptor este situat spre periferia locului de ac"iune al stimulului cu atât frecventa de desc!rcare scade. Tipuri de stimul: -Stimuli supra liminari si prag - determina desc!rcarea de impulsuri nervoase. Stimulul determina in zona centrala de ac "iune stimularea fibrelor senzitive iar in periferia zonei de ac"iune o zona de facilitare. In aceasta regiune ac "iunea unui alt stimul se va face cu u 'urin"a si poate determina un r!spuns chiar si la o intensitate subliminala. - stimuli subliminali nu determina desc !rcare dar regiunea va cap!t! u'urin"a in a r!spunde la al"i stimuli, fenomenul denumit facilitare neuronala 104/105. Mecanoreceptori fazici-tonici
Receptorii care se adapteaz! rapid se numesc receptori fazici si sau de mi 'care si anun"a modific!rile de stare de la nivelul pielii. Receptorii cu adaptare lenta sunt receptori tonici si men"in desc!rcarea de impulsuri pe durata lunga -minute, ore - cu rol in anun"a persistenta ac"iunii stimulului la nivelul pielii. 106. Viteza de adaptare
Viteza de adaptate este diferita pentru diferi"i mecanoreceptori de la o adaptare foarte rapida (sutimi de secunda) ca in cazul corpusculilor Pacini pana la o adaptare lenta de 1-2 zile cum sunt baroreceptori (receptori de presiune din sistemul circulator arterial). Chemoreceptorii si receptorii pentru durere se adapteaz! foarte lent.
56
Sensibilitatea dureroasa 107. Durerea acuta
Durerea acuta este condusa predominant prin fibre mielinizate lente. Primul Neuronul senzitiv situat din r!d!cina dorsala face sinapsa cu neuronii din lamina I din cornul dorsal din m!duva spin!rii. La acest nivel neuronul senzitiv I descarc ! glutamat care determina o depolarizare rapida si scurta a neuronilor din coarnele anterioara. Axonii neuronilor II decuseaza si trec in cordoanele laterale formând fascicolul spinotalamic lateral. Fibrele se proiecteaz! in nc. ventromedial talamic unde fac sinapsa cu al treilea neuron. Neuronii talamici se proiecteaz ! in aria somestezica din girusul postcentral. 108. Durerea lenta
Este condusa prin fibrele lente amielinice si mai pu "in prin fibre mielinice. Aceste fibre amielinice fac sinapsa in lamina II si III numita si substan "a gelatinoasa. Neuronii descarc! diferite peptide dintre care cea mai important! este substan"a P. Ac"iunea este lenta si de lunga durata secunde -minute. Dup! ce stimulul parcurge mai mul "i neuroni intermediari din coarnele dorsale stimulul ajunge la neuronii din lamina V. Axonii acestor neuroni decupeaz! si formeaz! fascicolul spinotalamic anterioara. Doar o treime din aferentele sistemului vechi de conducere se proiecteaz ! in nucleii intra laminari si ventrolaterali. Fibrele din neuronii din lamina V se proiecteaz ! si in alte trei principale arii: - nucleii reticulare din TC - aria tectal! mezencefalic! -regiunea gri periductal! (din jurul apeductului Sylvius) Aceste arii pot proiecta fibre scurte spre nucleii talamici 109. Hiperalgia primara
Distrugerea tegumentului produce într-o prima etapa o durere acuta care induce si o sensibilizare la stimuli locali cu un r!spuns puternic nociceptiv. Acest sensibilizare locala care apare imediat dup! ac"iunea stimulului se nume 'te hiperalgie primara. Stimuli durero'i care ac"ioneaz! in aria lezata sau imediat in vecin!tatea acesteia produc durere intensa. Cauza acestui fenomen este dat de fenomenul de facilitare care se produce la nivelul m!duvei spin!rii in coarnele posterioare. Neuronii din r!d!cina dorsala a nervului spinal stimuleaz ! o serie de neuroni intermediari din
57
coarnele posterioare. Prin stimulare se produce depolarizarea neuronilor de releu cu rol in transmiterea informa"iei dureroase ascendent spre cortex si concomitent stimularea neuronilor adiacen"i care se depolarizeaz! par"ial (sunt facilita"i). Daca ace'tia din urma (neuronii facilita "i) sunt stimula"i prin neuronii senzitivi asocia"i din r!d!cina dorsala Stimuli banali de (intensitate joasa) care ac "ioneaz! in zona dureroasa sau adiacenta va ap !rea un r!spunde puternic care este evocat la nivel central ca o durere intensa (hiperalgie primara). 110. Hiperalgia secundara
Implica mai multe mecanisme care se declan 'eaz! o data cu producerea destruc"ie locale. - Inflama"ia
Inflama"ia este raspunsul sistemului imun la destruc "ia tisulara. Celulele inflamatorii elibereaz! o serie de mediatori care produc: 1) vasodilata "ie locala (PGI2, bradikinina, histamina) urmata de ro 'ea"a, c!ldur!, tumefiere (edem) local, si 2) durere (bradikinina, histamina, serotonina, K, prostaglandine). Acest r !spuns apare la 20 minute de leziunea ini "ial!. -Reflexul de axon
Prin stimularea termina"iilor nervoase polimodale din tegument apare un r!spuns local prin ramuri desprinse din fibrele aferente (termina"ii senzitive care au o structura similara axonilor). Aceste r!spuns este realizat de bucle de întoarcere desprinse din fibra senzitiva stimulata si se nume'te reflex de axon. 111. Reflexul de axon
Prin stimularea termina"iilor nervoase polimodale din tegument apare un r!spuns local prin ramuri desprinse din fibrele aferente (termina"ii senzitive care au o structura similara axonilor). Aceste r!spuns este realizat de bucle de întoarcere desprinse din fibra senzitiva stimulata si se nume'te reflex de axon. Ramurile implicate in reflexul de axon descarc! substan"a P cu ac "iune prelungita care amplifica inflama "ia prin mai multe mecanisme: creste permeabilitatea vaselor, crete degranularea mastocitelor, scade pragului pentru durere a termina"iilor nervoase învecinate. Prin sc!derea pragului pentru durere a termina"iilor nervoase învecinate stimuli mecanici care in mod uzual nu determina durere sau stimuli termici u'ori pot provoca senza"ie dureroasa la locul de ac "iune.
58
112. Receptorii pentru durere
Energia este informativa la valori sc !zute si moderate. Energia excesiva, la intensit!"i mari este distructiva si determina durere. Scopul durerii este de a evita situa "iile poten"ial nocive. Receptorii pentru durere din piele sunt: •
Mecanoreceptori-implica"i in detectarea presiunilor crescute realizate asupra pielii cum ar fi cele exercitate de obiecte ascu "ite. o Transmit semnalul nervos prinfibre slab mielinizate III o Nu r!spund la atingeri u'oare o Mediaz! durerea resim"it! la nivelul tegumentului cauzata de presiune puternica, ciupitura sau strivire si din mu'chii scheletici sau netezi implica"i in contrac"ii sau întinderi excesive o Cei mai mul"i pot r!spunde si la temperaturi crescute(T>45°C)
•
Receptori termici -termina"ii nervoase pentru cald prezinta canale pentru detec"ia nocicep"ie pentru cald TRPV1 si TRPV2 si de asemenea pentru rece TRPA1 si TRPM8.
•
Chemoreceptorii r!spund la o varietate larga de substan"e dintre care cele mai importante sunt concentra"ia ionilor de H (pH), concentra"ia ionilor de K, histamina, bradikinina, PG.
•
Polimodali - sunt termina"ii nervoase care r!spund la mai multe tipuri de energie mecanica , chimica sau termica.
113. Mecanisme de modelare a durerii
a. Sistemul supresie al durerii. Teoria actuala de control a durerii este de a modifica gradul de excitabilitate a neuronilor din coarnele dorsale ale m !duvei spin!rii, locul de intrare al aferentelor nocicep"ie pe calea r!d!cinii dorsale a nervilor spinali.
59
Atunci când gradul de activare ale SNC atinge un nivel maxim de alerta se activeaz ! sistemul de control al durerii care implica mai multe structuri subcorticale. Principalele structuri implicate in controlul durerii sunt: - substan"a gri periapeductala si arii periventriculare ale mezencefalului - nucleul rafeul magnus localizat in por "iunea inferioara a pun"ii si por"iunea superioara a m!duvei spin!rii. - complexul inhibitor al durerii din coarnele dorsale ale m !duvei spin!rii. Prin stimularea nucleului refeului magnus si a substan "ei gri periapeductale se reduce si chiar suprima durerea condusa prin r!d!cinile dorsale ale nervilor spinali. Neuronii sistem de control prezinta fibre descendente care descarc! in coarnele anterioare mai multe tipuri de mediatori: serotonina, substan"e opiacee (leucinenkefalina Tyr-Gly-Gly-Phe-Leu- OH), metionin-enkefalina ( Tyr-Gly-Gly-Phe-Met-OH), beta-endorfina ( Tyr-Gly-Gly-Phe-[26 aminoacizi]-OH) dinorfina ( Tyr-Gly-Gly-Phe-[13 aminoacizi]-OH). Toti ace 'ti mediatori inhiba neuronii din substan"a gelatinoasa din cornul dorsal al m !duvei spin!rii. b. Alte mecanisme de modulare al durerii prin controlul portii de intrare Prin stimularea tegumentului învecinat zonei dureroase prin manevre simple, frecare sau sc!rpinare se poate ob"ine o sc!dere a senza"iei dureroase. Senza"ia tactila din aceste zone perilezionale este transmisa prin fibre rapide mielinice II care vor stimula neuroni inhibitori intermediari din MS. Neuronii inhibitori vor sc!dea pragul de excita"ie prin inhibi"ie directa a neuronilor de releu din coarnele dorsale implica "i in transmiterea dureri din aria excitata de stimulul dureros . Pe baza acestui mecanism durerea este diminuata in cazul fiziokinetoterapie sau acupunctura. 114. Mecanisme de generare a durerii viscerale
- contrac"ia excesiva a musculaturii organelor cavitare(spasm). Prin contrac"ia permanent! creste necesarul metabolic local cu compromiterea par"ial! a circula"iei locale prin sc!derea calibrului vaselor datorita comprim!rii ini"iate de contrac"ia musculara. Apare ischemie locala, celulele pierd o parte din ioni si in lipsa unui metabolism aerobic genereaz! cantit!"i importante de acid lactic. Urmare a ischemiei creste concentra"ia de K, H , adenozina, bradikinina si histamina care stimuleaz ! termina"iile libere ale durerii din aceste organe. - contactul cu substan "e chimice. Ulcerul gastric sau duodenal poate sa perforeze complet peretele digestiv si permite con"inutului gastric sau duodenal sa p !trunde in
60
peritoneu cu iritarea acestuia. Prin stimularea termina"iilor dureroase se ob"ine o durere extrema. Si alte structuri pot perfora si con "inutul iritativ se vars! in cavitatea peritoneala: vezica biliara, apendicul, colonul, vezica urinara. -ischemia viscerala determina o durere extrem de vie. Infarctul visceral poate cuprinde cordul (infarctul cardiac), tubul digestiv (infarctul mezenteric), ficatul (infarctul hepatic), splina (infarctul splenic). Prin necroza celulara produsa se elibereaz ! con"inutul celular bogat in K, adenozina. De asemenea celulele ischemice înc! viabile elibereaz! acid lactic. Mediator elibera"i cheam! in aria de necroza celule inflamatorii care elibereaz! histamina, bradikinina. - alte mecanisme: tensionarea capsulei organelor parenchimatoase (ficat), iritarea foitelor viscerale: pleura, pericardul, peritoneul, iritarea meningelui. 115. Caracteristicile durerii viscerale
In diagnosticul clinic, durerea cu originea in diferite viscere abdominale si toracice este unul din putinele criterii care pot fi utilizate pentru diagnosticarea inflamatiei viscerale, a bolilor infectioase viscerale si a altor afectiuni viscerale. Adeseori, viscerele au receptori senzoriali numai pentru durere. Durerea viscerala difera de durerea de suprafata prin cateva aspecte importante. Una dintre cele mai importante diferente intre durerea de supafata si durerea viscerala este faptul ca leziunile viscerale foarte bine localizate determina rareori durere severa (de ex un chirurg poate realiza o sectiune completa a intestinului unui pacient constient, fara ca acesta sa resimta o durere semnificativa). In caz contrar, orice element care stimuleaza difuz terminatiile nervoase libere pentru durere de la nivlul unui viscer, determina durere care poate fi foarte puternica (de ex, ischemia cauzata de obstructia aportului sangvin catre o arie larga a intestinului stimuleaza simultan numeroase fibre nervoase difuze si poate conduce la aparitia unei dureri extreme de severe). Durerea viscerala ar trebui suspectata cand pacientul prezinta o stare de indispozitie. Durerea viscerala e caracterizata ca o senzatie vaga, difuza si slab reprezentata. Adesea, aceasta durere este asociata cu implicarea sistemului nervos autonom. Unele simptome includ paloare, transpiratie, ameteala, schimbari in semnele vitale (presiunea arteriala, puls, temperatura). Pe masura ce durerea viscerala avanseaza, ea poate fi referita intr-un alt loc al organismului. Cu toate ca nu exista nicio patologie si nicio cauza pentru durerea locului somatic respectiv, durerea se va resimti aici, de obicei cu intensitate mai mare.
61
116. Facilitarea durerii
117. Stimuli durerosi
Durerea poate fi generata de numeroase tipuri de stimuli. Acestia sunt clasificati in stimuli durerosi mecanici, termici si chimici. In general, durerea rapida este declansata de stimuli de tip mecanic si termic, in timp ce durerea lenta poate fi generata de toate cele trei tipuri de stimuli. Unele dintre substantele care produc durere de tip chimic sunt bradikinina, serotonina, histamina, ionii de potasiu, acizii, acetilcolina si enzime proteolitice. Aditional acestora, prostaglandinele si substanta P amplifica sensibilitatea terminatiilor dureroase, insa nu le stimuleaza in mod direct.
118. Durerea referata (iradiata, referita)
Durerea perceputa intr-o regiune a corpului situata la distanta de tesutul la nivelul caruia este aplicat stimulul dureros, este denumita durere iradiata (reflexa, telalgie). De ex, durerea cu originea la nivelul unui organ visceral iradiaza adesea catre o regiune a corpului. Cunoasterea diferitelor tipuri de durere iradiata este importanta pentru diagnosticul clinic, numeroase afectiuni viscerale manifestandu-se numai prin durere iradiata. Mecanismele: 1. Incrucisarea semnalului nervos 2. Originea embrionara a viscerelor 1. Ramurile fibrelor nervoase viscerale pentru transmiterea durerii fac sinapsa, in coarnele post ale maduvei spinarii, cu aceiasi neuroni de ordinul doi care primesc semnale dureroase de la nivelul tegumentului. Cand fibrele viscerale pentru durere sunt timulate, cel putin o parte din semnalele dureroase de la nivelul viscerelor sunt conduse prin aceiasi neuroni care transmit impulsurile nervoase de la nivel cutanat. Astfel, pacientul resimte durearea difuz, pe o arie mare de tegument. 2. Durerea se resimte in regiunea de origine embrionara a organelor viscerale si nu la locul actual al acestora. Originea embrionara si localizarea reala a viscerelor este diferita. Multe organe isi au originea in segmente superioare locului actual de localizare.
62
119. Rolul inflamatiei in durere
120. Inhibitia laterala, rol in modularea durerii
SNV 121. Organizarea SNV simpatic
Corpii neuronilor simpatici preggl sunt localizati in coarnele laterale ale materiei cenusii spinale de la nivelul tuturor segmentelor toracice si a primelor doua sau trei segmente lombare. Componentele periferice ale SNV simpativ sunt: lantul de ggl paravertebrali (3 cervicali, 10-12 toracali, 5 lombari, 4-5 sacrali), ggl prevertebrali (celiac, mezenteric sup si mezenteric inf) si fibre cu originea in ggl si care se distribuie catre diferite organe. Corpii celulari ai neuronilor preganglionari sunt localizati in cornul medular intermediolateral, iar axonii lor au traiect prin radacina anterioara a nervului spinal corespunzator. Imediat ce nervul spinal paraseste canalul medular, fibrele simpatice preggl se desprind de acesta si ajung prin ramura comunicanta alba la ggl lantului simpatic. De aici, traiectul fb simpatice preggl poate fi unul dintre urmatoarele: 1. Fac sinapsa cu neuronii postggl la nivelul ggl simpatico paravertebral in care au ajuns; 2. Au traiect ascendent sau descendent prin lantul paravertebral simpatic si fac sinapsa la nivelul altui ggl; 3. Parcurg distante variabile prin lantul simpatic si apoi patrund in unuil dintre nervii simpatici ce pornesc de la acest nivel, iar in final fac sinapsa intr-un ggl impatic prevertebral. Astfel, neuronul simpatic postggl poate fi localizat in unul dintre ggl lantului paravertebral sau in unul dintre ggl prevertebrali. Fb postggl se distribuie catre diverse organe. De la nivelul lantului paravertebral, unele fb postggl au traiect retrograde catre nervii spinali prin ramuril comunicante cenusii. Aceste fb simpatico sunt fb de tip C; au dimensiuni foarte mici, care se distribuie catre toate regiunile corpului pe calea nervilor care inerveaza musculature scheletica. Ele controleaza vasele sangvine, glandele sudoripare si muschii piloerectori ai firului de par.
63
122. Organizarea SNV parasimpatic
Corpii neuronilor parasimpatici preggl sunt localizati in anumiti nuclei ai nervilor cranieni din trunchiul cerebral si material cenusie a segmentelor S2-S4 ale maduvei spinarii. Fibre eferente, mielinizate, emerg din SNC doar prin nervii cranieni III, VII, IX, X si prin nervii spinali S2-S4. Majoritatea corpilor neuronilor parasimpatici postggl sunt situati a distanta de SNC, fie in ggl localizati in apropierea structurilor inervate (ggl previsceral), fie dispersati in peretii viscerelor (ggl intramurali). In partea craniala a sistemului parasimpatic se disting 4 ggl periferici ce apartin exclusiv sistemului eferent: ciliar, pterigopalatin, submandibular si otic. La nivelul capului si gatului, sistemul parasimpatic inerveaza glandele salivare si lacrimale, glandele mucosae ale cavitatilor orala si nazala, sfincterul pupilei si muschiul ciliar al globului ocular. Mii de axoni parasimpatici preggl cu originea in nucleul dorsal al vagului din bulbul rahidian traverseaza gatul prin nevii vagi pentru a se distribui plamanilor, cordului, esofagului, stomacului si intestinului, fara sa inerveze strucuturi de la nivelul capului sau gatului. In coarnele laterale ale segmentelor spinale S2-S4 se gasesc corpii neuronilor parasimpatici preggl, ce compun diviziunea sacrala a sistemului nervos parasimpatic. Axonii lor preggl se alatura nervilor spinali corespunzatori si se indreapta catre plexul pelvic si ggl mici, raspanditi in vecinatatea organelor pelvine, unde fac sinapsa cu sistemul nervos enteric si cu corpii neuronilor postggl din ggl parasimpatici. De aici, fb parasimpatice postggl se distribuie vezicii urinare, pensiului, prostatei, veziculelor seminale (la barbat) si vezicii urinare, uterului, clitorisului, vaginului (la femeie). 123. Fibre pre si postggl simpatice
Fibrele preggl simpatice incep in coarnele intermediolaterale ale maduvei spinarii si urmeaza radacina anterioara a nervului spinal. Imediat ce nervul spinal paraseste canalul medular, fibrele simpatice preggl se desprind de acesta si ajung prin ramura comunicanta alba la ggl lantului simpatic. De aici, traiectul fb simpatice preggl poate fi unul dintre urmatoarele: 1. Fac sinapsa cu neuronii postggl la nivelul ggl simpatici paravertebrali in care au ajuns; 2. Au traiect ascendent sau descendent prin lantul paravertebral simpatic si fac sinapsa la nivelul altui ggl; 3. Parcurg distante variabile prin lantul simpatic si apoi patrund in unuil dintre nervii simpatici ce pornesc de la acest nivel, iar in final fac sinapsa intr-un ggl simpatic prevertebral. Astfel, neuronul simpatic postggl poate fi localizat in unul dintre ggl lantului paravertebral sau in unul dintre ggl prevertebrali. Fb postggl se distribuie catre diverse organe.
64
De la nivelul lantului paravertebral, unele fb postggl au traiect retrograde catre nervii spinali prin ramurile comunicante cenusii. Aceste fb simpatice sunt fb de tip C; au dimensiuni foarte mici, care se distribuie catre toate regiunile corpului pe calea nervilor care inerveaza musculature scheletica. Ele controleaza vasele sangvine, glandele sudoripare si muschii piloerectori ai firului de par. Neuronii preggl simpatici sunt colinergici (secreta acetilcolina), deci stimuleaza neuronii postggl. Aceste fb preggl sunt destul de scurte. Neuronii postggl simpatici sunt adrenergici, in marea lor majoritate. Unele fb postggl simpatice sunt colinergice. Aceste fb sunt lungi. 125. Fibre pre si postggl parasimpatice
Spre deosebire de sistemul nervos simpatic, aici fibrele preggl au traiect neintrerupt pana la nivelul organului caruia ii asigura inervatia. In peretele organului respectiv sunt localizati neuronii postggl cu care fac sinapsa fb preggl. Fb postggl sunt scurte, inervand organul respectiv. Deci, fb preggl sunt lungi, iar cele postggl sunt foarte scurte. Neuronii preggl cat si cei postggl secreta acetilcolina; de aceea, se spune ca acetilcolina e un neurotransmitator parasimpatic. 124. Tipuri de receptori adrenergici
Exista doua tipuri principale de receptori adrenergici: receptori alfa si receptori beta. (Exista cate o subclasificare a fiecarui tip de receptori, respective receptori alfa1, alfa2 si receptori beta1, beta2). Norepinefrina si epinefrina, subtstante secretate sin sange de catre medulosuprarenala, au efecte usor diferite in ceea ce priveste stimularea receptorilor alfa si beta. Norepinefrina stimuleaza in principal receptorii alfa, asupra receptorilor beta avand un efect mai redus. Epinefrina stimuleaza in mod aproximativ la fel ambele tipuri de receptori. De aceea, efectele relative ale epinefrinei si norepinefrinei la nivelul diferitelor organe efectoare sunt determinate de tipurile de receptori prezenti in organul respectiv. 126. Receptori alfa adrenergici
65
Sunt subimpartiti in receptori alfa1 si alfa2. Pentru acesti receptori are afinitate norepinefrina. Functiile acestor receptori: Vasoconstrictie Dilatatia irisului Miorelaxare intestinala Contractia sfincterelor intestinale Contractie pilomotorie Contractia sfincterului vezicii urinare 127. Receptori beta adrenergici
Sunt subimpartiti in receptori beta1 si beta2. Acesti receptori sunt stimulati in principal de epinefrina. Functiile acestor receptori: Beta2 Vasodilatatie Relaxare intestinala Relaxare uterine Bronhodilatatie Termogeneza Glicogenoliza Relaxarea peretelui vezicii urinare
Beta1 Cardioacceleratie Cresterea fortei miocardice Lipoliza
128. Cascade de semnalizare intracelulara la stimularea receptorilor adrenergici
Receptorii adrenergici sunt cuplati cu proteine G. Receptorii alfa2, beta1 si beta2 sunt cuplati cu o proteina G ce activeaza adenilat ciclaza. Adenilat ciclaza transforma ATP in AMPc, care va activa protein kinaza A, care prin activarea altor proteine va exercita efectele epinefrinei sau norepinefrinei. Receptorii alfa1, sunt cuplati cu proteina G ce hidrolizeaza, cu ajutorul fofsfolipazei C, fosfatidil inozitol disfosfatul. Astfel se obtin diacilglicerolul(DAG) si inositol trisfosfatul(IP3). DAG va activa protein kinaza C, care va activa la randul ei proteine efectoare.
66
IP3 va creste concentratia de Ca intracelulara. 129. Fibre postggl simpatice colinergice si dopaminergice
Aproape toate fb nervoase simpatice realizeaza un contact foarte redus cu organelle pe care le inerveaza. In unele cazuri, aceste fb se termina in tesutul conjunctiv localizat adiacent de celulele care urmeaza sa fie stimulate. La locul de contact cu celulele tinta, fibrele prezinta dilatatii numite varicozit!"i. In interiorul acestora, sunt sintetizate di depozitate vezicule de acetilcolina. La nivelul varicozitatilor exista de asemenea si multe mitocondrii, ce produc ATP necesar sintezei. Cand un potential de actiune ajunge la nivelul terminatiei nervoase, procesul de depolarizare determina cresterea permeabilitatii membranei fibrei pt ioni de Ca. Acestia difuzeaza in terminatiile nervoase sau in varicozitati. Ionii de Ca determina eliberarea continutului varicozitatiilor in exterior. 130. Tipuri de receptori muscarinici
Receptorii muscarinici sunt activati de aetilcolina. Ei sunt prezenti la nivelul tuturor celulelor efectoare stimulate de neuronii colinergici postggl ai sistemului nervos parasimpatic sau ai sistemului nervos simpatic. Acesti receptori sunt cuplati cu proteine G si sunt numiti si receptori metabotropic. Ei: 1. Stimuleaza hidroliza fosfo-inozitolilor, crescand astfel concentratia de Ca, si activand protein kinaza C; 2. Inhiba adenilat ciclaza, astfel micsorand cantitatea de AMPc ; 3. Moduleaza direct canalele de K prin componenta ') a proteinei G. Pentru ca sunt mediate de meageri secunzi, raspunsurile receptorilor muscarinici sunt mai lente. Receptorii muscarinici exista in 5 subtipuri farmacologice diferite (M1-M5). 131. Rolul curentului M 132. Organizarea neuronilor preganglionari parasimpatici
Corpurile neuronilor pregg PS se afla in maduva, punte, mezencefal si la nivelul S2-S4. Fibrele pregg PS ce pleaca din partea craniala se distribuie nervilor cranieni 3,7,9 si 10.Fibrele pregg PS din reg sacrala merg impreuna cu nervii splanhnici pelvieni. Neuronii pregg PS ce merg impreuna cu nervul cranian 3 sunt situati in nucleul Edinger-Westphal din mezencefal. Neuronii pregg PS ce merg impreuna cu nervul cranian 7 sunt situati in nucleul salivator superior.
67
Neuronii pregg PS ce merg impreuna cu nervul cranian 9 sunt situati in nucleul salivator inferior. Neuronii pregg PS ce merg impreuna cu nervul cranian 10 sunt situati in nucleul ambiguu si in nucleul dorsal al vagului. Neuronii pregg din regiunea sacrala au o pozitie asemanatoare cu neuronii pregg simpatici, dar nu formeaza chiar un corn lateral ( intre cornul ant si cel post al maduvei, cum fac cei simpatici). 133. Cascade de semnalizare intracelulara la stimularea receptorilor parasimpatici
Receptorii parasimpatici sunt receptori colinergici ( leaga acetilcolina). Receptorul colinergic se afla pe partea externa a membranei, fiind atasat ca grupare prostetica unei molecule proteice, care strabate integral membrana. Legarea neurotransmitatorului determina o modificare conformationala a moleculei proteice, care intrand in celula provoaca la randul ei o modificare conformationala a celulei. In cazul acetilcolinei se modifica permeabilitatea membranei prin deschiderea sau inchiderea unor canale ionice. De exemplu, la jonctiunea nerv-muschi, legarea Acetilcolinei la receptorul specific determina intrarea Na in celula si migrarea K in exteriorul celulei. Musculatura neteda 134. Tipuri de muschi netezi
Muschii netezi se clasifica in 2 categorii majore : •
Muschi netezi multiunitari - sunt alcatuiti din fibre musculare netede separate
inervata
- fiecare fibra este independenta de celelalte si este de o singura terminatie nervoasa
- fibrele prezinta la ext un strat subtire ( asemanator unei membrane bazale) format din fb fine de colagen si glicoproteine, care ajuta la izolarea fibrelor una de cealalta - caracteristica principala consta in faptul ca fiecare fibra se poate contracta independent ( controlul contractiilor se realizeaza in special prin impulsuri nervoase) - exemple : mm ciliari ai globului ocular, irisul, mm piloerectori ( determina ridicarea firelor de par)
68
•
Muschi netezi unitari - termenul "unitar" nu se refera la fibre unice, ci la o masa compacta de sute, miii de fibre ce se contracta unita - fibrele sunt dispuse in straturi sau fascicule, iar membranele adera intre ele in numeroase puncte si contin jonctiuni de comunicare, ce permit schimbul de ioni intre fibre - astfel potentialele de actiune se deplaseaza de la o fibra la alta si determina contractia simultana a acestora - denumit si muschi neted sincitial, datorita conexiunilor de tip sincitiu dintre fibre, sau mm neted visceral - exemple : se afla in peretii majoritatii viscerelor ( intestin, uretere, uterul) si in numeroase vase sangvine
135. Organizarea actino-miozinica in celulele musculare netede
Muschii netezi contin atat filamente de miozina, cat si filamente de actina, ca mm striati, insa nu au complexul troponinic de control al contractiei. Interactiunea dintre filamente este similara mm striati, procesul este activat de ionii de Ca, diferentele dintre muschi apar la nivel structural. Mm netezi nu au o dispunere striata a filamentelor, ci au filamentele de actina atasate unor structuri numite corpi densi, Acestia se gasesc fie atasati la membrana celulara, fie dispersati in int celulei. Unii corpi densi membranari sunt interconectati prin punti proteice intercelulare, care au rolul de a transmite forta contractiei. Filamentele de miozina sunt raspandite printre cele de actina. Au diametrul cel putin dublu fata de filamentele de actina, dar filamentele de actina sunt un numar de 5-10 mai mare decat ele. Unitatea contractila este formata din numeroase filamente de actina dispuse divergent de la nivelul a doi corpi densi si un filament de miozina ( peste care se suprapun capetele filamentelor de actina) situat la mijlocul distantei dintre cei doi corpi densi. Corpii densi au de fapt acelasi rol ca discurile Z in muschii scheletici. Filamentele de miozina mai au si punti transversale cu polaritate laterala, ce permit miozinei sa traga un filament de actina intr-o directie pe o parte, in timp ce trage simultan in directie opusa un alt filament de actina de partea cealalta. Rezultatul este contractia pana la 80% din lungimea intiala fata de 30% a mm scheletici. 136. Generarea undelor lente in sincitiu muscular
Unii mm netezi prezinta fenomenul de auto-excitare, pot de actiune fiind generate de celulele musculare netede, nu de un stimul extrinsec. Acest fenomen se asociaza uneori cu prezenta unui potential de membrana cu unde lente. O astfel de asociere se
69
intalneste la nivelul intestinului. Potentialul de membrana cu unde lente nu este un proces autointretinut care se propaga de-a lungul fb musculare, ci este mai degraba o proprietate locala a fb musculare netede ce formeaza masa musculara. Cauza ritmului cu unde lente este necunoscuta. S-a sugerat ca undele lente sunt determinate de cresterea si descresterea activitatii de pompare a ionilor pozitivi ( probabil ioni de sodiu) in afara celulei prin membrana fibrei musculare. Cand undele lente sunt suficient de puternice pot genera potentiale de actiune. Cand varful potentialului negativ al undei lente de la interiorul membranei celulare se deplaseaza catre valori pozitive ( crescand de la -60mV la -35mV) apare un pot de actiune ce se propaga in intreaga masa musculara. Apoi se produce contractia. Aceste unde sunt denumite si unde pacemaker. 137. Generarea potentialului de actiune in celulele musculare netede
Pot de actiune se produc in muschii netezi unitari ca si un mm scheletici. Acestea sunt de doua tipuri : - potentiale de varf : tipice cu durata intre 10-50 milisecunde; pot fi initiate in diverse moduri ( stimulare electrica, actiune hormonala, prin elongare) - potentiale de actiune cu platou : are un debut similar pot de varf, insa in locul repolarizarii rapide a mb fb musculare, repolarizarea se realizeaza cu intarziere de pana la 1 secunda; acest fenomen explica contractiile prelungite ce se produc in anumite tipuri de mm ( uretere, mm netezi vasculari) In lipsa unui stimul electric, pot de actiune se pot genera atunci : cand elongarea muschilor netezi este suficient de mare; combinatia dintre potentialele cu unde lente si reducerea in ansamblu a negativitatii potentialului membranar (datorita elongarii) are ca rezultate producerea de pot de actiune spontane. sau, uneori, cand unii receptori hormonali de la nivelul mb fibrelor musculare netede determina deschiderea unor canale pentru ionii de sodiu sau calciu, cu depolarizarea consecutiva a membranei, la fel ca in cazul stimularii nervoase. •
•
138. Canalele de Ca din celule musculare netede
Membrana fb netede are un numar mult mai mare de canale de calciu reglate electric decat cea a fb scheletice, insa are mai putine canale de sodiu. De aceea sodiul participa in masura mai mica la generarea pot de actiune in fb netede. Influxul de ioni de Ca este responsabil de producerea pot de actiune. Acesta se produce in aceeasi maniera autointretinuta intalnita in cazul canalelor de sodiu din fb
70
