Fizjologia układu nerwowego – podstawowe informacje

Funkcjonowanie układu nerwowego jest złożonym mechanizmem kontrolującym czynności poszczególnych narządów. Jego prawidłowe działanie również jest zależne od zdrowia i prawidłowej pracy organów wewnętrznych. Dzięki poprawnie przebiegającym impulsom nerwowym, a także właściwym reakcjom na nie, możliwa jest m.in. ochrona organizmu przed zagrożeniami zewnętrznymi.

Impulsy nerwowe i potencjał błonowy

Impuls nerwowy to proces elektrochemiczny zachodzący na powierzchni komórki nerwowej, którego istotą jest przepływ jonów przez błonę komórkową w obrębie najdłuższej wypustki neuronu. Zmiany w rozmieszczeniu jonów w obrębie aksonu warunkują przepływ impulsu. Przewodnictwo nerwowe polega na przekazywaniu “sygnałów” elektrycznych w całym układzie nerwowym.

Potencjał błonowy komórki nerwowej to różnica potencjałów elektrycznych pomiędzy wnętrzem komórki i jej powierzchnią, co jest zależne od wędrówki jonów sodu
i potasu przez błonę komórkową.

Dzięki błonowej pompie sodowo-potasowej odbywa się transport jonów sodu na zewnątrz komórki, a potasu do środka, co określa się potencjałem spoczynkowym błony komórkowej, który w neuronie jest równy – 70 [mV]. Aby impuls nerwowy został wygenerowany i przekazany dalej, konieczna jest depolaryzacja neuronu, czyli zmniejszenie jego ujemnego potencjału czynnościowego poprzez przedostanie się jonów sodu do jego wnętrza. Następuje wtedy odwrócenie ładunków elektrycznych po obu stronach błony komórkowej neuronu – ładunek staje się ujemny na zewnątrz, a dodatni wewnątrz komórki.

Depolaryzacja błony komórkowej neuronu zostaje wywołana przez odpowiednio silny bodziec pochodzący z receptorów. Zmiana potencjału czynnościowego przemieszcza się wzdłuż aksonu i impuls nerwowy przekazywany jest dalej. Osłonki mielinowe na aksonach przyspieszają przepływ impulsów.

Łuk odruchowy

Jest to droga jaką musi przemierzyć impuls nerwowy od receptora do efektora, czyli odruch wywołany przez dany bodziec. Receptor to ta część układu nerwowego, która przekształca bodźce (pobudzenia) na impulsy nerwowe. Efektorem nazywamy narząd, który wykonuje swoją czynność lub ją zmienia po zadziałaniu bodźca; może być nim mięsień, gruczoł i każdy inny narząd. Łuk odruchowy składa się z:

1. receptora,
2. dośrodkowej drogi doprowadzającej neuronu czuciowego, czyli drogi nerwowej jaką przebiega bodziec od receptora do ośrodka,

• ośrodka nerwowego (np. kora mózgu, móżdżek lub rdzeń kręgowy),

1. odśrodkowej drogi wyprowadzającej neuronu ruchowego – droga przewodzenia odpowiedzi układu nerwowego na bodziec;
2. efektora.

Odruchy, czyli reakcje układu nerwowego na dane bodźce, dzielimy na warunkowe
i bezwarunkowe. Warunkowe są zależne od naszej woli i są efektem procesu uczenia się w ciągu życia. Bezwarunkowe są wrodzone, mimowolne i stanowią mechanizmy obronne, np. ssanie, kaszel, mrużenie oczu. 

Synapsa i neuroprzekaźniki

Wędrówka impulsu nerwowego z jednej komórki nerwowej do drugiej jest możliwa dzięki specjalnym połączeniom, które nazywamy synapsami. Tworzy je: kolbka synaptyczna aksonu komórki nerwowej, szczelina oraz dendryty kolejnego neuronu. Po depolaryzacji kolbki, z pęcherzyków synaptycznych zlokalizowanych w kolbce uwalniane są neuroprzekaźniki, które przechodzą przez szczelinę do błony postsynaptycznej do drugiego neuronu, gdzie łączą się z odpowiednimi receptorami. Skutkiem tego zjawiska jest otwarcie kanałów jonowych w następnym neuronie, jego depolaryzacja i dalszy przepływ impulsu elektrycznego.

Neuroprzekaźniki mogą działać pobudzająco lub hamująco na komórki nerwowe. Zatem połączenia między nimi również będą miały podobny charakter. Neuroprzekaźnikami pobudzającymi, czyli przekazującymi impuls nerwowy, są:

• acetylocholina,
• kwas glutaminowy,
• adrenalina,
• noradrenalina,
• dopamina,

Właściwości hamujące, czyli takie które zmniejszają pobudliwość komórek nerwowych i wyciszają je po przekazaniu impulsu, posiadają: kwas γ-aminomasłowy (GABA) i glicyna.