9. Kafli: Taugavefur

1. 9. Kafli: Taugavefur Líffæra- og lífeðlisfræði Guðrún Narfadóttir

2. Hlutar taugakerfisins • Heili • 12 pör heilatauga • Mæna • 31 par mænutauga • Skynnemar • Taugahnoð (ganglia) • Taugaflækjur (plexusar)

3. Starfsemi taugakerfisins 1. Skynjun áreitis (sensory function) • Skyntaugafrumur (sensory neurons) eru aðlægar (afferent). Þær flytja boð til MTK . 2. Úrvinnsla upplýsinga (greining, samþætting og geymsla) • Millitaugafrumur / tengitaugafrumur (interneurons) sem liggja innan MTK sjá um þessa starfsemi 3. Svörun við áreiti (motor function) • Hreyfitaugafrumur (motor neurons) eru frálægar (efferent). Þær flytja boð frá MTK

4. Taugavefur • Taugafruma (neuron) tekur á móti boðum og flytur boð. Fruman skiptist í: • Frumubol (cell body) með frumulíffærum • Griplur (dendrite) sem nema áreiti • Síma (axon) sem sendir boð áfram til næstu taugafrumu, vöðva eða kirtils • Taugatróð (neuroglia) flytur ekki boð, en hefur önnur margþætt hlutverk, m.a.: • Verndar taugafrumur • Festir taugafrumur við æðar • Myndar myelínslíður • Stundar agnaát

5. Myelínslíður • Fituefni sem einangrar taugasíma (mýldir taugasímar) og hraðar þannig taugaboðum • Schwann frumur mynda myelínslíður í ÚTK • Oligodendrocytar mynda myelínslíður í MTK

6. Hvítur og grár taugavefur • Hvítt efni • Er úr vöndlum af mýldum taugasímum • Myndar taugabrautir • Er yst í mænu en innst í heila • Grátt efni • Er úr taugabolum, griplum, símaendum og ómýldum taugasímum • Myndar taugastöðvar • Er í ysta hluta heilans og H-laga innri kjarna mænunnar

7. Skipulagning taugakerfisins • Miðtaugakerfi (central nervous system) • Heili • Mæna • Úttaugakerfi (peripheral nervous system) • Allur taugavefur utan MTK

8. Skipting úttaugakerfis • Viljastýrða taugakerfið • Skyntaugafrumur frá skynfærum í höfði, húð og stoðkerfi • Hreyfitaugafrumur til beinagrindarvöðva • Ósjálfráða taugakerfið • Skyntaugafrumur frá líffærum • Hreyfitaugafrumur sem senda boð til sléttra vöðva, hjartavöðva og kirtla • Skiptist í sympatíska pg parasympatíska kerfið • Meltingarkerfistaugakerfið • Skynnemar og taugaflækjur í meltingarvegi • Hreyfitaugafrumur sem senda boð til vöðva og kirtla meltingarvegar

9. Rafspenna í taugafrumum • Ef taugafruma er ekki að flytja boð mælist -70mV rafspenna yfir frumuhimnuna (himnan er – hlaðin að innan og + að utan). Frumuhimnan er skautuð (polarized). Þetta ástand kallast hvíldarspenna • Hvíldarspennan er tilkomin vegna ólíkrar jónasamsetningar innan- og utanfrumuvökvans sem er vegna þess að • K+ lekur hraðar út úr frumunni en Na+ inn • Natríum-kalíum dælan dælir 3 Na+ út fyrir hverjar 2 K+ sem er dælt inn

10. Boðspenna • Áreiti veldur opnun á jónagöngum • Frumuhimnan afskautast: himnuspennan fer úr –70mV hvíldarspennu og stefnir á núll • Ef spennan nær að falla að þröskuldi (sem er –55mV) galopnast skyndilega spennustýrð Na+ göng og nokkru síðar spennustýrð K+ göng • Na+ innflæðið leiðir til umskautunar frumuhimnunnar, himnuspennan nær +30mV • Frumuhimnan endurskautast og hvíldarspenna kemst aftur á þegar: • K+ göngin ná fullri opnun og K+ streymir út • Spennustýrðu Na+ göngin lokast aftur • Ein boðspenna varir í um eina millisekúndu

11. “Allt eða ekkert lögmálið” • Ef áreiti er nógu sterkt til að kveikja boðspennu, þá er boðspennan alltaf eins, (sveifluvídd og tímalengd er konstant). Stærra áreiti veldur ekki stærri boðspennu • Við segjum því að boðspenna fylgi “lögmálinu um allt eða ekkert”

12. Leiðni taugaboða eftir taugsíma • Eftir að boðspenna hefur myndast ferðast hún frá símakólfi (axon hillock) eftir símanum endilöngum • Ef síminn hefur ekki myelínslíður er leiðnin samfelld (continuous conduction); boðspennan ferðast eins og eldur í sinu • Ef síminn hefur myelínslíður, hoppar boðspennan milli Ranvíer hnútanna. Þetta kallast stökkleiðni (saltatory conduction) og veldur hún því að boðin berast mun hraðar en ella

13. Flutningur boða yfir taugamót 1. Boðspenna nær símaenda fyrirmótafrumunnar 2. Afskautunin veldur því að kalsíum göng opnast og kalsíum fer að flæða inn í símaendann 3. Við þetta losnar taugaboðefni úr blöðrum í símaendanum 4. Taugaboðefnið flæðir yfir taugamótabilið og binst viðtaka á eftirmótafrumu 5. Tenging milli taugaboðefnis og viðtaka veldur breytingu á leiðni frumuhimnunnar fyrir ákveðnar jónir 6. Háð því hvaða jónir eiga í hlut, verður ýmist afskautun og örvun, eða yfirskautun og hömlun 7. Myndun boðspennu í eftirmótafrumu er háð summunni af áhrifum allra innkomandi boða

14. Hvað verður um taugaboðefnið? • Taugaboðefni er bundið viðtökum í stuttan tíma og síðan er það brotið niður og/ eða er tekið aftur upp í símaendann • Ef taugaboð eru viðvarandi er það vegna þess að hver boðspennan rekur aðra • Ýmis taugalyf og efni hafa áhrif á afdrif taugaboðefna við taugamót: • Blokkera viðtaka, hindra endurupptöku, hindra niðurbrot, auka losun, hindra losun o.fl.

15. Taugaboðefnin • Um 100 mismunandi taugaboðefni eru þekkt • Helstu þeirra eru: • Acetylcholine virkar ýmist örvandi eða hamlandi • Glútamat og aspartat hafa örvandi áhrif • GABA og glycine eru hamlandi • Noradrenalín er mikilvægt við árvekni, drauma og skapferli • Dópamín tengist tilfinningum, fíknum og vellíðan. Einnig mikilvægt við hreyfingar beinagrindarvöðva • Serotónín er talið tengjast skynjun, stjórnun líkamshita, skapferli, matarlist og svefni • Endorfín deyfir verki, bætir minnið, veldur vellíðan og sælu • Köfnunarefnisoxíð (NO) er lofttegund sem flæðir úr taugafrumum. Tengist líklega námi og minni.