docuklad_nerwowy_i horm
download 
Reklamacja Transkrypt
uklad_nerwowy_i horm
10. Uktady kontrolne - reagowanie oraz koordynowanie funkcji życiowych 1 0 . Uktady kontrolne - r e a g o w a n i e oraz koordynowanie funkcji życiowych Integracja wszystkich elementów organizmu wielokomórkowego wymaga istnienia złożonych mechanizmów „zarządzania" powstawaniem i pracą wszystkich komórek. W organizmie większości zwierząt, a także człowieka można cel ten osiągnąć na dwa sposoby, wykorzystując sygnały chemiczne (humoralne) lub elektiyczne (impulsy nerwowe). Sygnały chemiczne przenoszone są przez hormony i stanowią podstawę działania układu dokrewnego (hormonalnego). Słabe impulsy elektryczne warunkują zaś funkcjonowanie układu nerwowego. Działanie obu tych układów wzajemnie się uzupełnia. Układy kontrolne: hormonalny nerwowy 10.1. Budowa i czynności układu nerwowego Receptory umożliwiają odbiór sygnałów ze środowiska zewnętrznego i wewnętrznego. Wrażliwość jest szczególnie ważna dla zwierząt aktywnych ruchowo, takich jak na przykład stawonogi czy kręgowce (w tym dla człowieka). Organizmy te posiadają liczne wyspecjalizowane struktury - receptory, pozwalające na rejestrowanie zmian zachodzących w środowisku zewnętrznym i wewnętrznym, czyli odbieranie bodźców (recepcja). Receptorem może być pojedyncza komórka zwana receptorową lub cały organ zbudowany z wielu komórek*. Odbiór bodźców polega na zamianie różnorodnych sygnałów optycznych, akustycznych, mechanicznych czy chemicznych na impulsy nerwowe, które przewodzo„ SŁ ® ne są następnie przez neurony. o c ^ g •55 OJ E. -Q Impulsy nerwowe docierają do odpowiednich ośrodków mózgowia lub rdzenia kręgowego i ulegają wzroku słuchu dotyku zapachu tam obróbce (integracji). Przetworzone impulsy - swoiste decyzje - wędrują następnie do narządów wykonawczych (efektorów), umożliwiając odpowiednie reakcje (ryc. 131). niektóre bodźce niektóre receptory nerwy rdzeń kręgowy i mózgowie nerwy Ryc. 1 3 1 . Schemat p r z e t w a r z a n i a i n f o r macji w o r g a n i z m i e c z ł o w i e k a mięsnie lub gruczoły * Pomijamy tutaj receptory komórkowe. 139 Organizm człowieka jako zintegrowana catość Receptory człowieka podzielono na dwie grupy - odbierające bodźce ze środowiska zewnętrznego eksteroreceptory oraz ze środowiska wewnętrznego - interoreceptory. Eksteroreceptorami są więc: narząd wzroku, kubki smakowe języka (rozdz. 4), nabłonek węchowy nosa (rozdz. 5) oraz skórne receptory dotyku, ucisku, zmian temperatury i bólu (rozdz. 11). Interoreceptorami są: receptory stawowo-mięśniowe w ścięgnach, stawach i mięśniach oraz wisceroreceptory donoszące o stanie narządów wewnętrznych, na przykład jelit, żołądka czy płuc. Specyficzną funkcję pełni narząd słuchu i równowagi, będący jednocześnie eksteroreceptorem (narządem słuchu), jak i interoreceptorem (narządem równowagi). Receptory: eksteroreceptory interoreceptory Widzenie obuoczne (stereoskopowe) pozwala tworzyć w mózgowiu obrazy przestrzenne. Narząd wzroku: gatka oczna narządy dodatkowe oka Narząd wzroku stanowi gałka oczna oraz narządy dodatkowe oka (ryc. 132). Do tych ostatnich zaliczamy: brwi, powieki, spojówki, narząd Izowy oraz aparat ruchowy oka. BŁONA WŁÓKNISTA twardówka barwna tęczówka źrenica rogówka BŁONA NACZYNIOWA SIATKÓWKA tęczówka ciato plamka żótta plamka mięsień prosty oka ściana gatki ocznej L mięsień skośny oka wzrokowy komora przednia oka ciato szkliste soczewka Ryc. 1 3 2 . Narząd w z r o k u c z ł o w i e k a : A - m o d e l przestrzenny gałki ocznej i jej mięśni w rzucie u k o ś n y m , B - przekrój gatki ocznej i n e r w u w z r o k o w e g o Warstwy gatki ocznej: btona włóknista błona naczyniowa siatkówka 140 Ściana gałki ocznej jest trój warstwowa. Najbardziej zewnętrzną stanowi błona włóknista. W tylnej części gałki ocznej jest to nieprzezroczysta twardówka, jedynie w przedniej - przezroczysta rogówka. Warstwę środkową stanowi błona naczyniowa, na którą składają się: barwna tęczówka i ciato rzęskowe oraz naczyniówka (jej zadaniem jest odżywianie głębiej położonych warstw oka). Wewnętrzną warstwę (w środkowej i tylnej części) gałki ocznej stanowi światłoczuła siatkówka. Wewnętrzną powierzchnię powiek pokrywa delikatna, przeźroczysta błona - spojówka. Jej powierzchnia zwilżana jest przez wydzielinę gruczołów łzowych. 10. Uktady kontrolne - reagowanie oraz koordynowanie funkcji życiowych Przezroczyste elementy gaiki ocznej tworzą układ załamujący i skupiający promienie świetlne dochodzące do oka. Fala świetlna przechodzi przez rogówkę, komorę przednią oka (wypełnioną płynem), źrenicę, soczewkę i galaretowate ciało szkliste. Ostatecznie światło pada na siatkówkę - powstaje tam obraz rzeczywisty, pomniejszony i odwrócony. W siatkówce rozmieszczone są dwa rodzaje właściwych fotoreceptorów: pręciki oraz czopki. Pręciki nie pozwalają na rozróżnianie kolorów i precyzyjne widzenie. Receptory te są jednak komórkami bardzo czułymi - pobudzają je już pojedyncze kwanty światła. Dzięki temu umożliwiają widzenie w każdym oświetleniu, nawet o zmierzchu. Czopki są znacznie mniej czułe i zawodzą w ograniczonym świetle. Jednak gdy jest jasno, czopki pozwalają na tworzenie obrazów ostrych i barwnych. Ostrych, ponieważ rozmieszczone są głównie w plamce żółtej, gdzie znajduje się obszar najprecyzyjniejszego widzenia. Barwnych, gdyż czopki różnią się od siebie wrażliwością na fale światła: niebieskiego, zielonego oraz czerwonego (ryc. 133). Kombinacja pobudzeń różnych czopków daje pełne wrażenie odbioru barw, natomiast równomierne pobudzenie wszystkich - wrażenie bieli (na dość podobnej zasadzie działają światłoczułe matryce cyfrowych aparatów fotograficznych). Zakres fal światła widzialnego dla zielona człowieka mieści się w granicach około 400-700 nm. Ryc. 1 3 3 . Czopki p o b u d z a n e są f a l a m i światła o d m i e n n e j d ł u g o ś c i . 450 550 Oko ludzkie sprawnie przystosowuje się do obserwacji obiektów z różnej odległości zmieniając kształt soczewki (akomodacja). Jeśli jakiś obiekt znajduje się w odległości większej niż punkt dali (6 m), oko nie akomoduje i jednocześnie się nie męczy. Jest to stan, który można określić jako spoczynkowy. W miarę zmniejszania się odległości od obiektu następuje odruchowy skurcz mięśnia ciała rzęskowego, który powoduje, że soczewka przyjmuje kształt coraz bardziej kulisty (ogniskowa zmienia się w taki sposób, że obraz cały czas skupiony jest na siatkówce). Jeśli jednak obiekt znajdzie się w mniejszej odległości od oka niż punkt bliży, to obraz stanie się nieostry. U dzieci punkt ten znajduje się w odległości około 10 cm, z wiekiem możliwości adaptacji do widzenia z małych odległości maleją. Ocena zmiany położenia przedmiotu wymaga też skoordynowanych ruchów obu gałek ocznych. Jest to możliwe dzięki czynności aparatu ruchowego oka, którego najważniejszym elementem są mięśnie zewnętrzne oczu (ryc. 132 A). obraz na siatkówce Fotoreceptory: pręciki czopki czerwona 650 n m ( d ł u g o ś ć fali) akomodacja oka 141 Organizm człowieka jako zintegrowana catość chemizm widzenia tworzenie obrazu w mózgowiu Molekularny mechanizm pobudzania wszystkich fotoreceptorów jest taki sam (różnice dotyczą różnej wrażliwości na natężenie lub długość fali świetlnej). W zewnętrznych częściach komórek wrażliwych na światło znajduje się purpura wzrokowa - rodopsyna. Pod wpływem światła białko to rozpada się na część białkową - opsynę i niebiałkowy retinen*. Ten ostatni wywołuje impulsy elektryczne w błonie komórkowej receptora, które przesyłane są dalej nerwem wzrokowym do mózgowia. W pręcikach i czopkach dochodzi w tym czasie do samoistnego odtwarzania rodopsyny. Liczba fal świetlnych docierająca do siatkówki zależy przede wszystkim od wielkości źrenicy. Jej średnica kontrolowana jest dzięki odruchowi bezwarunkowemu (por. dalej) - przez skurcze odpowiednich włókien mięśniowych gładkich tęczówki. Zwiększenie natężenia światła powoduje zwężenie źrenicy. Gdy natężenie światła maleje, źrenica się rozszerza. Impulsy biegnące z przyśrodkowej części siatkówki każdego oka (od strony nosa) przechodzą w skrzyżowaniu wzrokowym na drugą stronę. Nie dotyczy to informacji zbieranych z bocznych części siatkówki każdego oka. Docierające z oczu impulsy są analizowane i scalane w ośrodku wzrokowym piata potylicznego kresomózgowia (por. dalej). Powstający w mózgowiu obraz jest trójwymiarowy. 0 znaczeniu oczu zwykle przypominamy sobie, gdy zaczynają niedomagać. Ryc. 1 3 4 . Soczewki popularne. Większość osób ma oczy miarowe, to znaczy takie, które prawidłowo skupiają promienie świetlne - dokładnie na siatkówce. Niektórzy jednak mają oczy niemiarowe. Związane z tym wady widzenia można podzielić na krótkowzroczność, dalekowzroczność i astygmatyzm. W pierwszym wypadku siła refrakcyjna oka jest zbyt duża i promienie skupiane są przed siatkówką - powstaje obraz rozmazany. Korekta polega albo na dobraniu odpowiednich soczewek rozpraszających (ryc. 134), albo na laserowym zmodyfikowaniu krzywizny rogówki. W dalekowzroczności siła refrakcyjna oka jest zbyt mała i promienie świetlne skupiane są za siatkówką. Korekta polega na dobraniu odpowiednich soczewek skupiających. Astygmatyzm polega na tym, że siła łamiąca oka nie jest równomierna (przyczyną może być nieprawidłowa krzywizna rogówki). Powstające na siatkówce obrazy będą rozmazane ze względu na nierównomierność skupiania fal świetlnych biegnących z różnych kierunków. Wadę te koryguje się soczewkami cylindrycznymi (wycinek walca) lub torycznymi (wycinek „beczki"). Wiele osób cierpi na poważniejsze schorzenia, takie jak zaćma albo jaskra. Zaćma (katarakta) polega na zmętnieniu soczewki oka. k o n t a k t o w e są coraz bardziej Przyczyną tej choroby może być starzenie się narządu wzroku lub infekcja. Niekiedy kata* Retinen jest pochodną witaminy A. 142 10. Uktady kontrolne - reagowanie oraz koordynowanie funkcji życiowych rakta powoduje konieczność operacyjnej wymiany soczewki. Jaskra to zespół chorób oka występujący zwykle u osób starszych lub na skutek stanów zapalnych narządu wzroku. Objawami jaskry są między innymi: wzrost ciśnienia płynu w gałce ocznej i zaburzenia krążenia krwi w oku. Najpoważniejszym skutkiem tych zjawisk jest degeneracja elementów nerwowych siatkówki. Chory cierpi wówczas na zawężenie pola i niedomaganie ostrości widzenia. Leczenie jaskry polega na podawaniu środków farmakologicznych obniżających ciśnienie płynów w oku. W bardziej zaawansowanych stadiach choroby konieczna jest interwencja chirurgiczna. zaćma i jaskra Najważniejsze elementy narządu słuchu i równowagi ukryte są w kościach skroniowych. Ucho człowieka składa się trzech części (ryc. 135). Pierwszą stanowi ucho zewnętrzne tworzone przez skórno-chrzęstną małżowinę uszną i przewód słuchowy zewnętrzny. Przewód zamyka błona bębenkowa ograniczająca jamę ucha środkowego. W niej znajdują się trzy kosteczki słuchowe: młoteczek, kowadełko i strzemiączko. Jamę ucha środkowego łączy z gardłem trąbka słuchowa (jej podstawowym zadaniem jest wyrównywanie ciśnień po obu stronach błony bębenkowej). Trzecia część - ucho wewnętrzne - jest skomplikowaną komorą zawierającą elementy błoniaste wypełnione płynem - śródchlonką. Do elementów błoniastych należą błędnik - narząd równowagi i ślimak - narząd słuchu. W skład błędnika wchodzą: przedsionek i trzy kanały półkoliste. Czucie równowagi zapewniają niewielkie „plamki" urzęsionych nabłonków znajdujące się w przedsionku. Nad nimi zawieszone są skupienia kryształków węglanu i fosforanu wapnia - otolity. Ich ciężar właściwy jest nieco większy niż płynu wypełniającego przedsionek. Dlatego opadają zgodnie z zasadami grawitacji i uciskają odpowiedni fragment określonej plamki. Pozwala to określić, gdzie jest góra, a gdzie dół, co daje poczucie równowagi oraz umożliwia określenie przyspieszeń liniowych. ą błona bębenkowa kowadełko młoteczek okienko owalne Narząd słuchu i równowagi: ucho zewnętrzne ucho środkowe ucho wewnętrzne błędnik '"ślimak I czucie równowagi kanały strzemiączko Półkoliste ŚLIMAK C nerw przedsionek trąbka słuchowa UCHO Z E W N Ę T R Z N E " UCHO ŚRODKOWE] BŁĘDNIK Ryc. 1 3 5 . Narząd słuchu i r ó w n o w a g i - w i d o k o g ó l n y w przekroju (A), kostki ucha ś r o d k o w e g o (B), element y ucha w e w n ę t r z n e g o (C) 143 Organizm człowieka jako zintegrowana catość słyszenie częstotliwość dźwięku I natężenie dźwięku Dość podobne elementy funkcjonują w kanałach półkolistych. Ponieważ kanały są względem siebie prostopadłe, podczas ruchów obrotowych głową możliwe jest określenie przyspieszeń kątowych. Odbiór wrażeń akustycznych (dźwiękowych) przebiega następująco. Fale akustyczne kierowane są przez małżowinę uszną do przewodu słuchowego zewnętrznego i wprawiają w drgania błonę bębenkową, do której przylega młoteczek. Jego drgania są przenoszone przez kowadełko na strzemiączko przylegające do okienka owalnego. Wzmocnione przez rezonans kosteczek słuchowych drgania błony okienka owalnego wprawiają w drgania śródchłonkę wypełniającą ucho wewnętrzne. W zależności od wysokości i natężenia dźwięków drgania te pobudzają różne komórki urzęsionego nabłonka znajdującego się w ślimaku. Zakres częstotliwości odbieranych przez człowieka mieści się w przedziale od 16 Hz (dźwięki niskie) do 20 kHz (dźwięki bardzo wysokie) i nieco maleje wraz z wiekiem. Poziom natężenia dźwięku mierzy się za pomocą jednostek umownych - decybeli (dB). Minimalne natężenie dźwięku, które odbieramy, to próg słyszenia, czyli 0 dB. Maksymalne natężenie dźwięku może być 1014 razy większe - wynosi 140 dB. Powyżej tej granicy następuje uszkodzenie elementów ślimaka. Jest to jedna z możliwych przyczyn niedosłyszenia. Niekiedy konieczne jest wszczepienie tak zwanego implantu ślimakowego. Przewodnictwo nerwowe wyjaśnia teoria membranowa. kodowanie impulsów nerwowych przewodzenie impulsów nerwowych Wytwarzane w określonych receptorach wyładowania elektryczne niosą informację o natężeniu działania bodźca. W warunkach fizjologicznych odbywa to się przez zmianę częstotliwości wyładowań o stałej amplitudzie (modulowanie sygnałów przez zmianę amplitudy wyładowań jest zbyt narażone na zakłócenia!). Innymi słowy - im większe jest natężenie bodźca, tym większa powinna być częstotliwość określonych impulsów nerwowych w receptorze. Impulsy te z odpowiednią częstotliwością muszą następnie wędrować wzdłuż kolejnych neuronów. Podstawową rolę w przewodzeniu impulsów nerwowych odgrywa błona komórkowa neuronów* - stąd określenie teoria membranowa przewodzenia impulsów nerwowych. W niepobudzonym neuronie błona komórkowa wykazuje polaryzację spoczynkową, którą można określić jako wstępny stan gotowości neuronu do reagowania. Polaryzacja błony wynika z nierównomiernego rozmieszczenia jonów (głównie sodu i potasu) na powierzchni błony i pod nią, w cytoplazmie (ryc. 136). Różnica potencjałów (potencjał spoczynkowy) między wewnętrzną oraz zewnętrzną powierzchnią błony wynosi -70 mV. Polaryzacja spoczynkowa utrzymywana jest dzięki nieustannej aktywności białek przenoszących jony sodu oraz potasu przez błonę. Źródłem energii dla tej pompy sodowo-potasowej jest hydroliza ATP do ADP i Pi. * Pamiętaj, że każda żywa komórka potrafi odbierać bodźce i przekazywać sygnały elektryczne, a neurony są tylko wysokiej klasy „specjalistami" w tej dziedzinie. 144 10. Uktady kontrolne - reagowanie oraz koordynowanie funkcji życiowych depolaryzacia i rozprzestrzenianie się fali depolaryzacyinei Spolaryzowana błona neuronu może chwilowo zmienić swoje własności elektryczne. Dzieje się tak, gdy dostatecznie silny bodziec spowoduje lokalne otwarcie się białkowych kanałów jonowych. Tymi kanałami jony sodu gwałtownie wnikają do wnętrza komórki, a jony potasu - na zewnątrz. Tę zmianę nazwano depolaryzacją. Pomiar elektryczny wykazuje wówczas nowy, chwilowy stan o wartości około +40 mV (wartość potencjału czynnościowego). Sytuacja taka trwa tylko około 1 milisekundy, potem kanały jonowe zamykają się i pracująca nieustannie pompa sodowo-potasowa błyskawicznie przywraca stan początkowy (repolaryzuje błonę neuronu). Z kolei lokalna depolaryzacja przemieszcza się wzdłuż błony neuronu jako fala depolaryzacyjna. Można powiedzieć, że wyładowanie w jednym miejscu błyskawicznie wywołuje wyładowanie obok, to zaś generuje następne. We włóknach dwuosłonkowych fala depolaryzacyjna docierająca do pierwszego przewężenia Ranviera niemal natychmiast przeskakuje do następnego, potem do kolejnego itd. Stąd tak duża prędkość przewodzenia impulsów nerwowych w tego rodzaju włóknach. ODCINEK W STANIE POLARYZACJI SPOCZYNKOWEJ li ODCINEK W STANIE li ZDEPOLARYII ZOWANYM +40 mV - 7 0 mV Ryc. 136. W błonie k o m ó r k o w e j n e u r o n u zachodzą złożone zjawiska elektrochemiczne. Pojedyncze włókno nerwowe przewodzi zgodnie z zasadą „wszystko albo nic". To znaczy, że przewodzi impulsy nerwowe albo nie przewodzi i na pobudzenie odpowiada zawsze taką samą falą depolaryzacyjną. Siła działającego bodźca nie jest więc ważna - jeśli osiągnie wartość progową (tzw. próg pobudzenia). Amplituda potencjału czynnościowego nie ulega żadnym zmianom - jest taka sama na początku włókna, jak i na końcu. Wynika z tego, że przewodzenie nerwowe w samych włóknach odbywa się bez strat i sygnały nie zanikają po drodze. | zasada „wszystko albo nic " 145 Organizm człowieka jako zintegrowana catość Układ nerwowy człowieka jest najbardziej złożonym systemem biologicznym, jaki funkcjonuje u pojedynczego osobnika. Układ nerwowy: i ośrodkowy obwodowy W naszym układzie nerwowym można wyróżnić: ośrodkowy (centralny) układ nerwowy (OUN) oraz obwodowy układ nerwowy. Ośrodkowy układ nerwowy zbudowany jest z mózgowia (mózg) oraz rdzenia kręgowego (ryc. 137). Obwodowy układ nerwowy tworzą: nerwy czaszkowe oraz nerwy rdzeniowe. W ośrodkowym układzie nerwowym tkanka nerwowa tworzy istotę szarą oraz istotę białą. Ta pierwsza jest skupieniem ciał komórek nerwowych, druga włókien nerwowych tworzących drogi nerwowe. W mózgowiu istota szara znajduje się przede wszystkim na powierzchni - w postaci kory nerwowej. KRESOMOZGOWIE pótkula m ó z g o w a (prawa) spoidło wielkie (ciało m o d z e l o wate) TYŁOMOZGOWIE WTÓRNE przysadka mózgowa półkula móżdżku (prawa) most RDZEŃ PRZEDŁUŻONY Ryc. 137. M o d e l o ś r o d k o w e g o układu n e r w o w e g o (z b o k u ) oraz przekrój m ó z g o w i a Mózgowie zbudowane jest z pięciu zasadniczych części. budowa i funkcje rdzenia przedtu- 146 Licząc od przodu, wyróżnia się następujące części mózgowia: kresomózgowie (półkule mózgowe), międzymózgowie, śródmózgowie, tyłomózgowie wtórne (tworzy je przede wszystkim móżdżek i most) oraz rdzeń przedłużony (ryc. 137). Nieco inny podział mózgowia stosują lekarze. Wyróżniają bowiem mózg (kresomózgowie z międzymózgowiem) oraz pień mózgu (składają się nań: śródmózgowie, móżdżek i most oraz rdzeń przedłużony; ryc. 138). Najbardziej pierwotną częścią naszego mózgowia jest rdzeń przedłużony. Od dołu łączy się z rdzeniem kręgowym, od góry przechodzi w most. W rdzeniu przedłużonym znajdują się drogi nerwowe (wstępujące i zstępujące), a także bardzo ważne ośrodki nerwowe kontrolujące 10. Uktady kontrolne - reagowanie oraz koordynowanie funkcji życiowych takie elementarne odruchowe funkcje życiowe, jak: połykanie, żucie, ssanie oraz ruchy oddechowe i częściowo pracę serca. Móżdżek zbudowany jest z dwóch pobrużdżonych półkul móżdżku, któśródre pokryte są trójwarstwową korą mózgowie móżdżku. W korze tej zachodzi integracja impulsów docierających między most innymi z ucha wewnętrznego. Dzięki móżdżek temu możliwe jest utrzymanie równowagi i wyprostowanej postawy ciała. przedłużony W móżdżku także ma miejsce koordynacja złożonych ruchów dowolnych, Ryc. 1 3 8 . O b r a z k o m p u t e r o w y m ó z g o w i a o d p r z o d u na przykład podczas gry w siatkówkę. - z a z n a c z o n o e l e m e n t y pnia m ó z g u . Móżdżek wytwarza też niewielkie impulsy odpowiedzialne za lekkie fizjologiczne napięcie mięśni szkieletowych, czyli tonus. Nawet niewielkie uszkodzenie móżdżku powoduje bardzo poważne zaburzenia, między innymi niezborność ruchową - zaburzenia koordynacji pracy mięśni szkieletowych, czyli ataksję lub szybkie męczenie się mięśni (astenię). Śródmózgowie człowieka jest niewielkim odcinkiem pnia mózgu związanym między innymi z koordynacją pracy mięśni gaiki ocznej. Ośrodki motywaMiędzymózgowie także jest stosunkowo niewielkie, ale odgrywa znacznie cyjne: istotniejszą rolę niż śródmózgowie. Przede wszystkim stanowi centrum kopokarmowy ordynacji nerwowej i hormonalnej (por. rozdz. 10.2). W międzymózgowiu pragnienia znajdują się ważne ośrodki motywacyjne układu nerwowego: pokarmowy agresji I ucieczki termoregulacji (głodu oraz sytości), pragnienia, agresji i ucieczki oraz termoregulacyjny rozrodczy i rozrodczy (wyzwalający popęd płciowy; nieco inaczej zbudowany u kobiet niż u mężczyzn). Ośrodki międzymózgowia silnie wpływają na nasze stany motywacyjne: zdobywania (pozyskiwania, dążenia do zaspokojenia danej potrzeby) oraz unikania (dążenie do odrzucenia bodźca, na przykład przez ucieczkę). Kontrolę nad ośrodkami motywacyjnymi międzymózgowia sprawują oczywiście odpowiednie struktury kresomózgowia (por. dalej). Największą część całego naszego mózgowia - kresomózgowie - tworzą dwie półkule mózgowe połączone spoidłem wielkim (ryc. 137). Powierzchnia półkul jest silnie pofałdowana - widać na niej uwypuklenia, czyli zakręty oddzielone wpukleniami - bruzdami. W każdej półkuli wyróżnić można charakterystyczne piaty: czołowy, ciemieniowy, skroniowy i potyliczny (ryc. 139). Dla kresomózgowia charakterystyczna jest kora mózgu, którą tworzy sześć warstw Ryc. 1 3 9 . Płaty p ó ł k u l mózgowych 147 Organizm człowieka jako zintegrowana catość komórek nerwowych (tzw. kora nowa). Komunikacja między półkulami kresomózgowia odbywa się drogami nerwowymi przebiegającymi w spoidle wielkim. Rdzeń kręgowy jest swoistą infostradą, po której bardzo szybko przebiegają informacje w naszym organizmie. Jak wiesz, ta część ośrodkowego układu nerwowego ciągnie się w kanale kręgowym kręgosłupa. Na przekroju poprzecznym rdzenia kręgowego widać, że istota szara tworzy wewnątrz skupienie w kształcie litery H (ryc. 140). Można tu wskazać rogi przednie brzuszne oraz tylne grzbietowe. W rogach przednich znajduje się skupienie ciał licznych neuro| RDZEŃ KRĘGOWY nów ruchowych. Ich wypustki wychodzą z rdzerogi tylne p i s t o l a szara x nia, współtworząc następnie nerwy rdzeniowe. iS rogi p r z e d n i e - A /°ta b i a , a Z kolei przez korzenie grzbietowe do rdzenia kręgowego wnikają wypustki neuronów czuciowych. W istocie białej rdzenia kręgowego znajdują się liczne włókna tworzące drogi nerwowe wstępujące (prowadzące impulsy do mózgowia) oraz drogi zstępujące (prowadzące impulsy z mózgowia do narządów wykonawczych). Ryc. 1 4 0 . Rdzeń k r ę g o w y k s z t a ł t e m nieco p r z y p o m i n a gruby, spłaszczony g r z b i e t o - b r z u s z n i e sznur. tkanka nerwowa Mózgowie i rdzeń kręgowy otoczone są łącznotkankowymi błonami - oponami mózgowo-rdzeniowymi (ryc. 141). Najbardziej zewnętrzna jest opona twarda wyściełająca elementy szkieletowe (mózgoczaszkę i kanał rdzeniowy kręgosłupa). Środkowa błona - pajęczynówka - ogranicza przestrzeń podpajęczynówkową wypełnioną płynem mózgowo-rdzeniowym. przestrzeń podpajęczynówkowa z płynem " mózgowo-rdzeniowym Ryc. 1 4 1 . Schemat u k ł a d u o p o n m ó z g o w o - r d z e n i o w y c h twardówka — pajęczynówka naczyniówka Czy wiesz, że... Zasadniczy plan b u d o w y układu n e r w o w e g o wszystkich kręgowc ó w jest t a k i s a m . D o t y c z y t o z a r ó w n o części m ó z g o w i a , j a k i rdzenia k r ę g o w e g o . Różnice t k w i ą n a t o m i a s t w i n n y m p o z i o m i e rozw o j u p o s z c z e g ó l n y c h e l e m e n t ó w . Na p r z y k ł a d p ó ł k u l e m ó z g o w e g a d ó w są w i ę k s z e , b a r d z i e j w y s k l e p i o n e n i ż u p ł a z ó w i z a k r y w a j ą m i ę d z y m ó z g o w i e . Do t e g o w ścianach półkul m ó z g o w y c h gad ó w p o j a w i a j ą się n i e w i e l k i e o b s z a r y k o r y m ó z g o w e j . 148 m ó z g o w i e jaszczurki 10. Uktady kontrolne - reagowanie oraz koordynowanie funkcji życiowych Wewnętrzna błona - naczyniówka - ściśle przylega do powierzchni mózgowia i rdzenia kręgowego. Specjalna budowa ścian naczyń krwionośnych tej błony powoduje, że sprawnie przenika przez nie tylko woda, gazy oddechowe oraz glukoza. Dzięki temu ośrodkowy układ nerwowy jest częściowo chroniony przed wnikaniem substancji, które mogłyby zakłócić jego działanie (stąd określenie bariera krew - mózg). Wszystkie wspomniane elementy: kości, opony oraz płyn mózgowo-rdzeniowy zapewniają ochronę bardzo delikatnej tkance nerwowej przed wstrząsami i uszkodzeniami. j znaczenie bariery krew-mózg Nerwy są wiązkami włókien nerwowych. Impulsy nerwowe przesyłane są nerwami zarówno do wszystkich narządów, jak i z nich. Budową nerw nieco przypomina wielożyłowy kabel elektryczny, z tym że tworzą go nie wiązki przewodów, lecz pęczki włókien nerwowych (ryc. 142). Człowiek ma 12 par nerwów czaszkowych oraz 31 par nerwów rdzenionerw wych. Te ostatnie zawsze zawierają jednocze/ śnie włókna czuciowe oraz ruchowe - dlatego tącznotkanko nazywa się je nerwami mieszanymi. Nerwy o s t o n k a nerw opuszczające mózgowie - czaszkowe - są bardziej zróżnicowane. Część zawiera jedynie wtókien włókna czuciowe (np. nerwy węchowe, wzrokowe), inne tylko ruchowe (nerwy poruszające gaikami ocznymi), jeszcze inne mają charakter pojedyncze mieszany (nerwy błędne). wtókno v 7 nerwowe naczynia krwionośne nerwu Ryc. 1 4 2 . N e r w jest wiązką w t ó k i e n n e r w o w y c h . Układ nerwowy człowieka można podzielić na część somatyczną i autonomiczną. W obrębie układu nerwowego istnieje pewna specjalizacja czynnościowa. Część neuronów odpowiada za integrację bodźców docierających ze środowiska zewnętrznego. Neurony te tworzą somatyczny układ nerwowy. Jego efektorami są przede wszystkim mięśnie szkieletowe, a reakcje mają charakter ruchowy. Mniejsza grupa neuronów odpowiada za integrację bodźców dochodzących z wnętrza ciała. Neurony te tworzą autonomiczny układ nerwowy (AUN). Ta część układu nerwowego kieruje czynnościami narządów wewnętrznych i częściowo tempem przemiany materii. Sterowanie takimi funkcjami, jak trawienie, oddychanie czy krążenie odbywa się niezależnie od naszej świadomości (woli). AUN unerwia mięśnie gładkie wszystkich narządów wewnętrznych, a także serce oraz gruczoły. Ośrodki układu nerwowego autonomicznego znajdują się między innymi w śródmózgowiu, rdzeniu przedłużonym Uktad nerwowy: I somatyczny autonomiczny 149 Organizm człowieka jako zintegrowana catość Części AUN: współczulną przywspótczulną oraz w rdzeniu kręgowym. Anatomiczne rozdzielenie somatycznego układu nerwowego od autonomicznego jest niemożliwe. W obrębie AUN można wyróżnić dwie charakterystyczne części: współczulną oraz przywspótczulną. Ośrodki obu tych części oddziaływują przeciwstawnie na wiele narządów ciała (tab. 6). Charakterystyczny ^ ^ ^ o r z e k a ź n i k syNARZĄD CZĘŚĆ WSPÓŁCZULNĄ noradrenalina i adrenalina CZĘŚĆ PRZYWSPÓŁCZULNA acetylocholina ŹRENICA rozszerzenie zwężenie GRUCZOŁY wydzielanie potu o g ó l n e p o c e n i e się POTOWE na dłoniach OSKRZELA rozszerzenie zwężenie SERCE przyspieszenie akcji zwolnienie akcji WĄTROBA rozkład glikogenu brak w y r a ź n e g o efektu TKANKA rozkład brak reakcji TŁUSZCZOWA tłuszczów zapasowych GRUCZOŁY wydzielanie wydzielanie ŚLINOWE gęstej śliny wodnistej śliny ŻOŁĄDEK spadek motoryki wzrost motoryki MIĘŚNIE JELITA s p a d e k perystaltyki wzrost perystaltyki GRUCZOŁY spadek wydzielania wzrost wydzielania WYSPY spadek wydzielania wzrost wydzielania TRZUSTKI insuliny insuliny TRAWIENNE Tab. 6. Przeciwstawność o d d z i a ł y w a ń części u k ł a d u a u t o n o m i c z n e g o u ł a t w i a u t r z y m y w a n i e homeostazy. •'A' Podstawowym zadaniem części współczulnej jest pobudzanie tych narządów i ich czynności, które mobilizują organizm w warunkach stresu, (por. później rozdz. 10.2). W narządach docelowych zakończenia neuronów układu współczulnego wydzielają charakterystyczne neuroprzekaźniki: noradrenalinę i adrenalinę. Z kolei układ przywspółczulny wprowadza organizm w stan odprężenia. Łatwo to zauważyć po obfitym posiłku, gdy uwalniana z zakończeń neuronów układu przywspółczulnego acetylocholina „przestawia" organizm na obróbkę pokarmu. Impulsy nerwowe przekazywane są określonymi drogami. Łuk odruchowy: " receptor ' neurony efektor Drogę, jaką przebywają impulsy nerwowe od receptora (odbiornika bodźców) przez neurony (elementy przekazujące) do efektora (narządu wykonawczego), nazywamy lukiem odruchowym (ryc. 143). W łuku odruchowym impuls z receptora zawsze wędruje neuronem czuciowym do ośrodkowego układu nerwowego (np. rdzenia kręgowego). Z niego im- 10. Uktady kontrolne - reagowanie oraz koordynowanie funkcji życiowych pulsy przekazywane są neuronem ruchowym do efektora. W najprostszych lukach odruchowych występują tylko dwa neurony, ale najczęściej jest ich więcej. Te dodatkowe neurony nazywamy pośredniczącymi. bodziec np. w y s o k a temperatura dotkniętego przedmiotu 1 receptor w skórze reakcja - szybki mimowolny skurcz odpowiedniego mięśnia wtókno neuronu czuciowego neuron czuciowy neuron pośredniczący rdzeń kręgowy nerw / rdzeniowy efektor (mięsień) wtokno neuronu ruchowego neuron ruchowy Ryc. 1 4 3 . Schemat j e d n e g o z najprostszych t u k ó w o d r u c h o w y c h (z j e d n y m n e u r o n e m p o ś r e d n i c z ą c y m w rdzeniu k r ę g o w y m ) Dzięki lukom odruchowym możliwe są odruchy. Odruch to prosta, odpowiednia do bodźca i mimowolna reakcja ustroju na dany bodziec. Do najprostszych odruchów zaliczamy te z udziałem rdzenia kręgowego, na przykład odruch kolanowy. Bardziej złożone są takie odruchy, jak na przykład odruch zginania kończyny górnej pod wpływem bólu (z udziałem rdzenia kręgowego) czy odruch źreniczny (z udziałem mózgowia). | cechy odruchów Odruchy bezwarunkowe i warunkowe. Można wyróżnić odruchy bezwarunkowe (wrodzone) i warunkowe (nabyte). Te pierwsze są zdeterminowane genetycznie i ich istota nie ulega zmianie w czasie życia człowieka (zachodzą zupełnie automatycznie). Umożliwiają szybkie reagowanie na bodźce, gdyż w ich wytworzeniu nie uczestniczy świadomość. Mają duże znaczenie obronne, jak na przykład odruchy wymienione wyżej, czy odruch wykrztuśny, wymiotny oraz kaszlu. Odruchy bezwarunkowe stanowią podstawę instynktów - złożonych zachowań wrodzonych, umożliwiających realizacją ważnych celów biologicznych, przykładem jest instynkt macierzyński. U człowieka instynkty pełnią znacznie mniejszą rolę niż u zwierząt. Odruchy nabyte wykształcane są w ontogenezie z udziałem mózgowia. Oparte są na treningu i prawie zawsze wymagają tak zwanego wzmacniania (inaczej zanikają). Odruch warunkowy polega na tym, że bodziec pierwotnie obojętny zamieniany zostaje na bodziec kluczowy - wyzwalający reakcję. Za najsłynniejszych badaczy odruchów uważa się I. Pawiowa oraz E. Thorndike'a. Pierwszy z nich zajmował się reakcjami nazywanymi dzisiaj odruchami klasycznymi („pawłowowskimi"), drugi zaś odruchami Odruchy: bezwarunkowe warunkowe odruchy klasyczne i instrumentalne 151 Organizm człowieka jako zintegrowana catość instrumentalnymi. Pawiow opierał swoje eksperymenty między innymi na bezwarunkowym odruchu ślinowym psa (pokarm, drażniąc mechanoi chemoreceptory jamy ustnej, wzmagał wydzielanie śliny). Istota eksperymentu polegała na prawie jednoczesnym podawaniu pokarmu i zapalaniu lampki (w innym wariancie badania zamiast lampki włączany był dzwonek). Pokarm był pierwotnym bodźcem kluczowym wyzwalającym ślinotok jako odruch bezwarunkowy. Z kolei zapalone światło (albo dźwięk dzwonka) stanowiło bodziec obojętny, niewyzwalający reakcji. receptory jamy gębowej bodziec kluczowy impulsy nerwowe pokarm receptory bodziec pierwotnie obojętny czas: impulsy lampka albo dzwonek pracy ślinianek nerwowe ok. 10 s Ryc. 1 4 4 . O g ó l n a zasada z n a n e g o d o ś w i a d c z e n i a P a w ł o w a (X - p o b u d z o n e obszary w m ó z g u psa) Odkrycie Pawłowa polegało na dostrzeżeniu zależności wynikających z jednoczesnego zadziałania bodźca kluczowego i obojętnego (ściślej: nieznacznego poprzedzania pierwotnego bodźca kluczowego przez bodziec obojętny). Wielokrotne powtarzanie takiej operacji prowadziło do przekształcenia bodźca obojętnego we wtórny bodziec kluczowy (bodziec warunkowy wyzwalający reakcję). Wówczas samo zapalenie lampy albo dźwięk dzwonka wywoływały u psa ślinotok. Pawłów twierdził, że warunkowanie polega na jednoczesnym powstawaniu dwóch „ognisk" pobudzenia w korze mózgowej, między którymi powstawałyby dość trwałe połączenia (ryc. 144). Współcześnie uważa się, że udział kory mózgowej w tworzeniu tego rodzaju odruchów nie zawsze jest konieczny, czego dowodzą na przykład doświadczenia z bezkręgowcami. Schemat tworzenia odruchu klasycznego można więc przedstawić następująco: . bodziec obojętny (lampka) -> wzmocnienie (pokarm) —> reakcja V / 152 10. Uktady kontrolne - reagowanie oraz koordynowanie funkcji życiowych Odruchy, które badał Pawłów związane były z reakcjami konsumpcyjnymi bądź ich elementami (np. wydzielanie śliny). Można powiedzieć, iż były to reakcje zależne od receptorów i efektorów wegetatywnych. Pawlow skoncentrował się na cząstkowych reakcjach i pomijał zachowanie się całego organizmu. Dlatego nie dostrzegł wzmożonej aktywności ruchowej psa, która towarzyszyła zapalaniu lampki. Dzisiaj określilibyśmy to jako stan motywacyjny popędowy (pies był głodny!). Badaniami zdolności wykształcania nowych reakcji na bazie stanów motywacyjnych (inaczej: popędowych) zajmował się Thorndike. Badacz ten przyjął, że zwierzę (także człowiek) znajdujące się w odpowiednim stanie motywacyjnym może nauczyć się reakcji ruchowej lub złożonego aktu zachowania (wykształcić odruch warunkowy typu instrumentalnego). Zasadnicza różnica pomiędzy warunkowaniem klasycznym a instrumentalnym polega na tym, że w tym ostatnim wzmacnia się reakcję ruchową, nie zaś bodziec pierwotnie obojętny. Poza tym odruchy instrumentalne są związane z układem ruchu. Ogólny schemat tworzenia przykładowego odruchu instrumentalnego u psa można przedstawić następująco: tworzenie odruchów instrumentalnych bodziec obojętny (ruch ręką lub komenda głosowa) —> reakcja (podanie łapy) —»wzmocnienie (kawałek mięsa) W tym wypadku pies uczy się (podlega warunkowaniu), kojarząc w czasie bodziec obojętny ze swoją konkretną reakcją (ważny jest tu poziom motywacji!). Adaptacyjne znaczenie tego rodzaju odruchów warunkowych polega na tym, że zwierzę dostaje nagrodę (jak w opisanym wyżej przykładzie) lub unika kary (np. uwalnia się od bólu). Zatem warunkowanie instrumentalne może być oparte na popędach: apetytywnych - organizm dąży do nagrody albo awersyjnych - unika kary. Na koniec dodajmy jeszcze, że zaniechanie ćwiczeń prowadzi do osłabienia i zanikania odruchów warunkowych. Podobnie jest z nauką! Dzieje się tak, ponieważ proces uczenia się jest także mocno związany z tworzeniem nowych odruchów warunkowych. Jego podstawą jest zapamiętywanie zachodzące w dwóch etapach: - tworzenia świeżej pamięci - w tym czasie impulsy elektryczne krążą w wieloneuronalnych łańcuchach zwrotnego pobudzenia, m.in. wzgórza i kory mózgowej. Może to trwać do kilkunastu minut - w tym czasie łatwo można odtworzyć tę informację; - tworzenia trwałej pamięci - powstaje ona podczas wielokrotnego przechodzenia impulsów przez te same łańcuchy neuronów. Kolejne pętle przechodzenia impulsów przebiegają coraz łatwiej, ponieważ następuje wówczas biochemiczna modyfikacja tych synaps, po których krążą impulsy (mówimy, że następuje konsolidacja pamięci). Wniosek jest prosty, choć niezbyt odkrywczy - należy się cierpliwie i ustawicznie uczyć! I nagroda i kara Pamięć: świeża trwa,a 153 Organizm człowieka jako zintegrowana catość Złożona budowa kory mózgowej pozwala na realizację wyższych czynności nerwowych. Ośrodki korowe: czuciowe ruchowe kojarzeniowe W korze półkul mózgowych człowieka eksperymentalnie wykazano istnienie różnego rodzaju ośrodków nerwowych: czuciowych, ruchowych oraz kojarzeniowych (ryc. 145). Ośrodki czucia - dotyku, smaku, bólu i zmiany temperatury - znajdują się przede wszystkim w płacie ciemieniowym (największą tzw. reprezentację korową mają te części ciała, które są bardzo dobrze unerwione, np. kciuk i język). Wrażenia słuchowe docierają do ośrodków słuchowych w płatach skroniowych, natomiast wrażenia wzrokowe do ośrodka wzroku w płacie potylicznym. W płacie czołowym znajdują się ośrodki ruchowe sterujące ruchami dowolnymi, między innymi kończyn tułowia oraz skurczami mięśni twarzy. W płacie czołowym znajdują się także ośrodki kojarzeniowe sterujące najbardziej złożonymi formami zachowania się. Prawdopodobnie te miejsca odpowiadają za sprawność intelektualną (inteligencję). pole ruchowe pola czuciowe ośrodek ruchów pisarskich ręki nadrzędny ośrodek mowy ośrodek wzrokowy ruchowy mowy , t s ^ -^»'Tfiir' \ ośrodek ' . \ ^f*"-" \ słuchowy słuchowe\ \ \ \ mowy 1 Ryc. 1 4 5 . W korze m ó z g o w e j z l o k a l i z o w a n e są liczne o ś r o d k i n e r w o w e o o d m i e n n y c h f u n k c j a c h ( p r z e d s t a w i o n e wskazania mają charakter orientacyjny). ośrodki nerwowe specyficzne dla 154 W korze mózgowej człowieka znajdują się także ośrodki związane z umiejętnościami specyficznie ludzkimi. W płacie skroniowym znajduje się ośrodek słuchowy mowy, który umożliwia rozumienie słyszanych słów. W płacie czołowym zlokalizowany jest ośrodek ruchowy mowy (kontroluje prace mięśni umożliwiających wydawanie dźwięków artykułowanych) oraz ośrodek ruchów pisarskich ręki (jego uszkodzenie pozbawia zdolności pisania, mimo że chory zachowuje zdolność wykonywania innych złożonych ruchów dowolnych). W płacie potylicznym znajduje się natomiast ośrodek wzrokowy mowy (gdy czytasz tę książkę, 10. Uktady kontrolne - reagowanie oraz koordynowanie funkcji życiowych z pewnością pracuje on „pełną parą"). Na styku płatów: ciemieniowego, potylicznego i skroniowego znajduje się nadrzędny ośrodek mowy (podobno dobrze rozwinięty u znakomitych mówców). Najbardziej złożone czynności nerwowe wymagają współdziałania większych obszarów kory. Dzięki temu możliwe jest wykonywanie gnozji oraz praksji. Gnozje to zdolności kory do rozpoznawania przedmiotów i zjawisk oraz ich oceny (inaczej mówiąc, uświadamiamy sobie, co trzymamy, widzimy i słyszymy). Praksje są z kolei zdolnościami kory mózgowej do kierowania wykonywaniem czynności zamierzonych i celowych, na przykład otwarciem książki na odpowiedniej stronie, pisaniem pracy domowej czy uruchamianiem komputera. Uszkodzenie powierzchni półkul mózgowych może prowadzić do agnozji lub apraksji. Agnozja polega na przykład na niemożności rozpoznania za pomocą dotyku klucza ukrytego w kieszeni. Z kolei apraksja może przejawiać choćby brakiem zdolności samodzielnego zawiązywania sznurowadeł. Odzwierciedleniem aktywności mózgowia są zmienne potencjały elektryczne, które można mierzyć na powierzchni skóry głowy. Zajmuje się tym elektroencefalografia. Wynik badania - elektroencefalogram (ryc. 146) w rękach doświadczonego neurologa jest źródłem cennych informacji, na przykład o możliwości wystąpienia pewnych form padaczki. Jednakże precyzyjna interpretacja EEG wciąż sprawia wiele problemów. Wspomniany już Pawłów stwierdził, że większość zwierząt, a także człowiek ma zdolność reagowania na przedmioty i zjawiska namacalne, ważne dla ustroju. Jest to tak zwany pierwszy układ sygnałowy. Tylko człowiek natomiast ma struktury nerwowe umożliwiające ocenę sygnałów abstrakcyjnych, określających zdarzenia i przedmioty przy pomocy symboli (mowa, pismo, matematyka, sztuka). Innymi słowy, jedynie człowiek posługuje się w i w w v drugim układem sygnałowym. I gnozje i praksje Uktady sygnałowe: pierwszy drugi wnrTiwi Ryc. 1 4 6 . Dla laika zapis EEG jest zupełnie niezrozumiały. 155 Organizm człowieka jako zintegrowana catość 10.2. Higiena układu nerwowego Emocje i uczucia w znacznym stopniu determinują zachowanie cztowieka. I emocje lęki, fobie i nerwice Układ nerwowy jest stale zaangażowany we wszystkie czynności życiowe organizmu człowieka. Ma również istotny wpływ na stany psychiczne organizmu, zwane emocjami, towarzyszące powstawaniu i zaspokajaniu podstawowych potrzeb biologicznych (życiowych). Stan strachu, gniewu, przyjemności czy smutku to emocje które towarzyszą nam na co dzień. Zewnętrznymi ich objawami są zmiany czynności różnych narządów na przykład zblednięcie lub zaczerwienienie skóry, przyspieszenie akcji serca, intensywne wydzielanie potu. Emocje są nie tylko reakcjami na działanie bodźców środowiska, ale również same powodują wyzwalanie odpowiednio ukierunkowanej aktywności. Na przykład strach przed bólem może wywoływać podobne reakcje jak ból. Za emocje odpowiadają różne struktury korowe i podkorowe mózgu. Silne emocje - trudne lub niemożliwe do kontrolowania - mogą prowadzić do zaburzenia życia emocjonalnego człowieka. Przykładowo silny, nie do opanowania lęk i niepokój mogą być przyczyną zaburzeń psychicznych o charakterze fobii, nerwic lub znacznie od nich poważniejszych psychoz. Z kolei przewlekłe stany złości, wrogości czy gniewu, których człowiek nie potrafi rozładować, mogą być przyczyną agresji wobec innych, a także autoagresji. Czy wiesz, że... Fobie t o p r z y k r e , u p o r c z y w e i b e z z a s a d n e , s i l n e i d e z o r g a n i z u j ą c e o s o b o w o ś ć c z ł o w i e k a lęki. Klaustrofobia t o lęk w y s t ę p u j ą c y u c z ł o w i e k a przebywającego w zamkniętym pomieszczeniu, n a p r z y k ł a d w w i n d z i e l u b w a u t o b u s i e . Kancerofobia - t o z k o l e i c h o r o b l i w a o b a w a p r z e d c h o r o b ą n o w o t w o r o w ą , p o w o d u j ą c a , że w najlżejszym n a w e t n i e d o m a g a n i u pacjent d o p a t r u j e się o b j a w ó w r a k a . N a t o m i a s t akrofobia j e s t lękiem wysokości, który nie p o z w a l a c h o r e m u przebywać w górach, podróżować samolotem, a t a k ż e w y g l ą d a ć przez o k n o czy b a l k o n mieszkania na w y ż s z y m piętrze. W rozwoju osobniczym emocje rozwijają się, występując w coraz bardziej złożonych formach - uczuciach. Uczucia, podobnie jak emocje, mogą mieć „zabarwienie" pozytywne (np. miłość, przyjaźń) lub negatywne (np. zawiść, wrogość, nienawiść). W odróżnieniu natomiast od emocji, które są zdeterminowane biologicznie, uczucia oparte są na uczeniu się. Uczucie miłości do matki rozwija się na przykład w wyniku przyjemności, jaką przeżywa małe dziecko dzięki kontaktowi (nie tylko dotykowemu) z matką*. Uczucia, tak jak emocje, działają na człowieka silnie motywują*Dlatego szczególnie ważny jest kontakt n o w o r o d k a z matką! 156 10. Uktady kontrolne - reagowanie oraz koordynowanie funkcji życiowych co oznacza, że mamy tendencję do pozbywania się (odrzucania) uczuć przykrych, nieprzyjemnych i podtrzymywania uczuć miłych i przyjemnych. Nawet zwykła sytuacja życiowa może stać się czynnikiem stresogennym. Stres (ang. stress - nacisk, przeciążenie, ciśnienie) oznacza fizjologiczny stan „podwyższonej gotowości bojowej" organizmu, do stawienia czoła wyzwaniom, jakie stawia nam życie każdego dnia. Innymi słowy, jest to zespół procesów przystosowujących organizm do nowej, nietypowej sytuacji. Przystosowanie to może mieć charakter określany mianem walki łub ucieczki. Pojęcie stresu (w dalszym ciągu wieloznaczne) wprowadził do biologii kanadyjski fizjolog H. Selye, ale bardzo szybko przyjęło się ono również w psychologii. Stres towarzyszy człowiekowi od zarania dziejów, jest bowiem częścią życia każdego z nas. Może być pozytywny, pod warunkiem że jest krótkotrwały i mobilizuje organizm do konstruktywnego działania. Może być również negatywny, jeśli trwa zbyt długo, nie ulega rozładowaniu i wywołuje przykre dolegliwości oraz choroby. Stresory to czynniki (bodźce) reakcji stresowej. Mogą mieć różny charakter (zewnętrzny lub wewnętrzny) i różną moc oddziaływania na ludzi. Na jednych mogą działać z dużą siłą, na innych ze znacznie słabszą, bądź wcale. Jak twierdził sam Selye, „to nie zdarzenie, ale jego percepcja (odbiór) prowadzi do stresu", a percepcja jest cechą indywidualną każdego człowieka i zależy od typu jego osobowości. Psycholodzy wyróżniają dwa zasadnicze typy osobowości różniące się od siebie odpornością na stresy - typ A i typ B (tab. 7). Typ o s o b o w o ś c i * Cechy charakteru l stres stresory i ich odbiór O d p o r n o ś ć na stres A niecierpliwość, wybujata ambicja, k o n k u r o w a n i e ze „wszystkimi o wszystko", agresywność, wysokie w y m a g a n i a w o b e c siebie i innych, impulsywność, szybkie uleganie e m o c j o m mata B opanowanie, zrównoważenie, spokój, nieprzejawianie nadmiernych ambicji, nieuleganie e m o c j o m duża Tab. 7. Typy o s o b o w o ś c i a o d p o r n o ś ć na stres - w rzeczywistości większość ludzi w y k a z u j e p e w n e cechy o b u t y p ó w jednocześnie. Silne stresoiy występują w trudnych sytuacjach życiowych. Jedną z nich jest sytuacja zagrożenia życia lub zdrowia (np. w czasie napadu, gwałtu, kradzieży, wypadku samochodowego), czy też pozycji społecznej człowieka (związanej z kompromitacją, utratą pracy lub stanowiska). Inną jest sytuacja przeciążenia, w której człowiek wykonuje określone czynności na granicy swoich możliwości fizycznych i psychicznych (np. wiele różnych zadań skumulowanych w ciągu jednego dnia). Zakłócenie to z kolei trudna sytuacja, w której człowiek nie jest w stanie skutecznie realizować podjętych zadań, ze względu na liczne przeszkody (np. brak czasu, odpowiednich narzędzi, materiałów lub informacji). Deprywacja nato*Nieliczni ludzie reprezentują tylko jeden z opisywanych typów osobowości. Przeważnie łączymy w sobie cechy obu typów osobowości, przy czym cechy jednego typu przeważają. Silne stresory: zagrożenie przeciążenie zakłócenie deprywacja 157 Organizm człowieka jako zintegrowana catość miast (brak, utrata), to trudna sytuacja życiowa, w której na przykład tracimy bliską osobę, jesteśmy skazani na długotrwałą rozłąkę z osobą kochaną, opuszczamy dom rodzinny. Wychodząc poza ramy tej klasyfikacji, możesz samodzielnie nazwać najdotkliwsze dla ciebie stresory. Być może będą to: brak snu, złe odżywianie, wygląd, substancje uzależniające, samotność, problemy zdrowotne, nuda, kłopoty z nauką. Dopiero uzmysłowienie sobie, co tak naprawdę nas denerwuje (czyli stresuje), pozwoli podjąć działania pozwalające kontrolować i redukować codzienny stres. Oczywiście kiedy czujesz, że sam nie możesz uporać się z problemami, bardzo pożądana jest rozmowa z rówieśnikami, rodzeństwem łub rodzicami, a także z psychologiem lub lekarzem rodzinnym. Reakcja organizmu na trudne sytuacje stresowe jest trójfazowa. Pierwsza faza ma charakter mobilizacji i polega na zmianach przygotowujących organizm do walki lub ucieczki (ryc. 147). W pierwszej kolejności w rdzeniu nadnerczy uwalniane są hormony stresu, czyli adrenalina i noradrenalina. Ponieważ rdzeń nadnerczy stanowi część układu współczulnego, reakcja organizmu na stresor jest prawie natychmiastowa. Dzięki „wyrzutowi" adrenaliny do krwioobiegu rozszerzeniu ulegają naczynia krwionośne w mięśniach szkieletowych (rośnie też napięcie mięśni), a zwężeniu w skórze (bladość skóry) i jamie brzusznej. Zwiększa się częstość skurczów serca („łomotanie" serca). Rozszerzają się oskrzela i zwiększa tempo oddechu, przysadka mózgowa dzięki czemu organizm otrzymuje - uwalnia h o r m o n kortykowięcej tlenu. Podwyższa się poziom tropinę (ACTH), pobudzający glukozy we krwi i przyspiesza rozkład część korową nadnerczy tłuszczów. Rozszerzają się źrenice ptuca - następuje szybsza i poprawia ukrwienie mózgowia. wymiana gazowa Dzięki noradrenalinie z kolei utrzyw ą t r o b a - przekształca muje się wysokie ciśnienie krwi. Nap o d w p ł y w e m kortyzolu stępnie „do akcji wkracza" kortyzol glikogen w glukozę wydzielaną d o krwi produkowany przez korę nadnerczy. Hormon ten wzmacnia słabnące dzianadnercza - część łanie adrenaliny i noradrenaliny. k o r o w a uwalnia kortyzol; część rdzenna Przede wszystkim utrzymuje wysoki uwalnia adrenalinę poziom glukozy we krwi (rozkład glii noradrenalinę kogenu zgromadzonego w wątrobie), dzięki czemu zapewniony jest ciągły mięsnie dopływ „paliwa" do komórek. Mobili- napinają się zacji towarzyszy stan napięcia emocjoprzewód pokarmowy nalnego, lekkie zdenerwowanie i mo- z m n i e j s z a się j e g o ukrwienie, procesy tywacja pobudzająca organizm do trawienne ulegają działania. zatrzymaniu Długotrwale podtrzymywanie moM o b i l i z a c j a o r g a n i z m u w w a r u n k a c h stresu bilizacji odbywa się jednak sporym Fazy reakcji na stres: mobilizacyjna krytyczna destrukcji Ryc. 1 4 7 . 158 10. Uktady kontrolne - reagowanie oraz koordynowanie funkcji życiowych kosztem. Przede wszystkim kortyzol obniża sprawność układu odpornościowego. To dlatego młodzi ludzie żyjący w ciągłym stresie i pośpiechu tak bardzo podatni są na infekcje i inne choroby. Jeśli stresorem był na przykład sprawdzian wymagający przebiegnięcia dłuższego dystansu, po chwilowym odpoczynku organizm powróci do normy (ryc. 148). Gorzej, jeśli działanie stresora przedłuży się i wzrośnie jego natężenie. Wtedy po okresie mobilizacji, nastąpi druga faza zwana krytyczną, w której natężenie stresu osiąga próg odporności organizmu. Organizm produkuje w nadmiarze wymienione wcześniej hormony podtrzymujące „pogotowie stresowe" i podejmuje próbę dostosowania się do sytuacji stresowej. C z y w i e s z , że... koniec np. b i e g u \ | tętno spoczynkowe T 0 15 30 45 60 75 90 Ryc. 1 4 8 . Z m i a n y r y t m u pracy serca podczas mobilizacji i u s p o k o j e n i a Z a p a c h liści i b a r w a chlorofilu pomagają z r e d u k o w a ć stres i p o czuć większą energię. To d l a t e g o w i o s n ą c z u j e m y g w a ł t o w n y przypływ sił witalnych i „ c h c e się n a m ż y ć " . 105 czas w y s i ł k u (w m i n u t a c h ) W tej fazie stresu serce bije szybko i nieregularnie oraz zmniejsza się krzepliwość krwi. Pogarsza się wydolność płuc. Gruczoły żołądkowe wydzielają więcej kwasu solnego, co nadmiernie obniża pH w żołądku. Wzrasta też napięcie mięśni szkieletowych. Sytuacja staje się paradoksalna - to, co miało nas chronić przed niebezpieczeństwem, obraca się przeciwko nam samym. Dzieje się tak, ponieważ wymienionym procesom fizjologicznym zaczynają towarzyszyć kłopoty z koncentracją, zmniejsza się zdolność przewidywania i pojawiają trudności w rozwiązywaniu problemów. Jeśli nie znajdziemy skutecznego sposobu na rozładowanie stresu i zapewnienie organizmowi wypoczynku, możemy wprowadzić organizm w trzecią fazę reakcji stresowej. Jest to faza destrukcji - obrony przed stresem, przybierająca często formę agresji (ataku). Celem agresji jest zniszczenie lub uszkodzenie przedmiotu bądź osoby będącej przyczyną stresu. Jednak agresja, chwilowo redukująca napięcie emocjonalne, prowadzi do nowych trudności i nasilenia stresu - to efekt „błędnego koła". Stres s t o s u n k o w o k r ó t k i , z n i e w i e l k i m n a t ę ż e n i e m stresora: faza mobilizacji - r e a k c j a o r g a n i z m u ( w a l k a l u b u c i e c z k a ) - o d p o c z y n e k - p o w r ó t o r g a r c m . do normy Stres z d u ż y m n a t ę ż e n i e m stresora: faza mobilizacji - faza krytyczna - faza destrukcji - n e g a t y w n e n a s t ę p s t w o stresu, np. c h o r o b a n a d c i ś n i e n i o w a dtugc—afia Organizm człowieka jako zintegrowana catość Człowiek przesypia przeciętnie jedną trzecią swojego życia i nie jest to czas stracony. Sen: wolnofalowy paradoksalny Zygmunt Freud 160 Nowo narodzone niemowlę śpi z przerwami, głównie na jedzenie, nawet do szesnastu godzin w ciągu doby. Dziecko rosnąc, stopniowo skraca czas snu w dzień. Dorosły człowiek potrzebuje około siedmiu, ośmiu godzin snu w nocy. Zapotrzebowanie na sen jest cechą indywidualną i zależy od kilku czynników, takich jak nasza codzienna aktywność, ilość pracy wykonywanej w ciągu dnia, jak również przyzwyczajenia nabyte w przeszłości. Fachowcy nazywają sen odwracalnym stanem nieświadomości, który charakteryzuje się zmienną aktywnością kory mózgowej. Sen przychodzi wtedy, gdy kora mózgowa zostaje pozbawiona dostatecznie silnych podniet i nie dzieje się nic, co wystarczająco zaprzątałoby naszą uwagę. Wyróżniamy dwie zasadnicze fazy snu: sen wolnofalowy, zwany fazą SEM (ang. slow eye movements - wolne ruchy gałki ocznej) i sen paradoksalny, zwany fazą REM (ang. rapid eye movements - szybkie ruchy gałki ocznej). W czasie snu wolnofalowego tempo metabolizmu ulega znacznemu zmniejszeniu, spada ciśnienie krwi, zwolnione zostają oddechy i rytm serca, nerki produkują mniej moczu, a pokarm przesuwany jest przez jelita wolniej - organizm odpoczywa i regeneruje siły. Spada również o pół stopnia Celsjusza temperatura naszego ciała. Są jednak procesy, które w tej fazie snu zachodzą szybciej. Między innymi wzrasta poziom niektórych hormonów, szybciej goją się rany. W zapisie EEG dla tej fazy snu charakterystyczne są fale delta generowane spontanicznie przez korę mózgową. Mniej więcej co 90 minut śpiący wchodzi na pewien czas (15 do 20 min) w fazę snu paradoksalnego. W czasie jej trwania gałki oczne poruszają się szybko pod zamkniętymi, ale „trzepoczącymi" powiekami, oddech i puls stają się nieregularne. Może się również zdarzyć mruczenie lub mówienie przez sen. W czasie fazy REM mózg wysyła nieregularne fale beta. Faza REM szczególnie interesuje naukowców, między innymi ze względu na pojawiające się w niej marzenia senne. Mają one przeważnie charakter wizualny, rzadziej obejmują dźwięki, zapachy i smaki. Częściej są czarno-białe niż kolorowe. Od stuleci człowiek zastanawia się, czy ich treść ma jakieś znaczenie. Jako jeden z pierwszych marzeniami sennymi zajął się psycholog niemiecki Z. Freud. W książce O marzeniu sennym (1900 r.) wysunął tezę, że sny mogą mieć znaczenie symboliczne, odzwierciedlające pewne ukryte pragnienia człowieka (obecnie tezy Freuda mają znaczenie historyczne). Za dobową rytmikę snu i czuwania odpowiada podwzgórze oraz inne struktury pnia mózgu. I choć do końca nie zostało rozstrzygnięte, dlaczego sen jest konieczny, wiadomo, że człowiek, który zbyt długo nie śpi, jest zmęczony, rozdrażniony i przestaje prawidłowo wykonywać normalne czynności życiowe. Tylko bowiem dostateczna ilość snu, nieprzerwanego, głębokiego, pomaga uwolnić organizm od stresu i napięć doświadczanych w ciągu dnia i zregenerować siły na nowy dzień. 10. Uktady kontrolne - reagowanie oraz koordynowanie funkcji życiowych 10.3. Wytwarzanie i działanie hormonów Żaden z poznanych hormonów nie jest enzymem. Charakterystycznymi cechami hormonów człowieka, wszystkich ssaków i innych kręgowców jest to, że wydzielane są bezpośrednio do krwi i z nią przenoszone. Stąd określenie - wydzielanie dokrewne albo endokrynowe i nazwa całej dziedziny medycyny - endokrynologia. Hormony powstają w jednym narządzie (ryc. 149), tkance lub pojedynczych komórkach. Jeśli jest to narząd wyspecjalizowany w wydzielaniu wewnętrznym nazywa się go gruczołem dokrewnym. Jeśli zaś pełni jednocześnie funkcję wydzielania zewnętrznego i wewnętrznego - gruczołem mieszanym. Część hormonów pochodzi z komórek rozsianego układu wydzielania wewnętrznego - te nazywa się hormonami tkankowymi (por. rozdz. 4). Hormony nie zapoczątkowują żadnych reakcji biochemicznych, natomiast regulują intensywność i kierunki procesów już zachodzących (wpływają na tempo syntezy enzymów i innych białek w komórkach docelowych tkanek oraz narządów). Zmieniają tam także aktywność już działających enzymów. Oddziaływanie hormonów na komórki docelowe przysadka zachodzi zawsze za pośrednicszyszynka twem receptorów komórkowych. Pozwala to uzyskać pożądaną specyfikę działania, tarczyca gdyż tylko komórka mająca przytarczyce odpowiedni receptor reaguje na dany hormon, chociaż znajgrasica duje się on w całym krwiobienadnercza gu. Białko receptora może być wbudowane w błonę komórtrzustka kową albo stanowić „ruchomy" składnik cytoplazmy. W porównaniu z układem nerwowym działanie układu jajniki dokrewnego jest znacznie (u k o b i e t ) wolniejsze, ale skutki działajądra (u m ę ż c z y z n ) nia są długotrwałe. Układ dokrewny w pew- Ryc. 1 4 9 . Lokalizacja g r u c z o ł ó w , k t ó r e wydzielają nym stopniu sam kontroluje n i z m i e c z ł o w i e k a . swoje działanie. Tego rodzaju samoregulacja wymaga oddziaływań na zasadzie sprzężeń zwrotnych ujemnych. Przedstawia się to następująco: oddziaływanie układu X na układ Y ma charakter pobudzający, ale układu Y na X hamujący. W ten sposób nie istnieje niebezpieczeństwo nadmiernego pobudzenia któregokolwiek z elementów układu. Ich aktywność ma natomiast tendencje do ustalenia się na pewnym określonym poziomie. Dla organizmu żywego jest to bardzo korzystne rozwiązanie. wydzielanie dokrewne h o r m o n y w orga- sprzęzenia zwrotne 161 Organizm człowieka jako zintegrowana catość Inaczej jest w wypadku sprzężeń zwrotnych dodatnich, gdy na przykład układ X pobudza układ Y. Pobudzony Y pobudza X, ten zaś jeszcze bardziej aktywizuje Y i tak bez końca. Skutek byłby taki, że całość działałaby zawsze przy maksymalnym natężeniu. Oznaczałoby to brak możliwości regulacji i przedwczesne zużycie systemu, czyli śmierć organizmu. Dlatego tego rodzaju sprzężenia występują w żywych organizmach niezwykle rzadko. W krwi każdego człowieka krąży nieustannie kilkadziesiąt różnych hormonów. czynnosc neurosekrecyjna podwzgórza Podwzgórze jest ważną częścią międzymózgowia. Tutaj znajdują się między innymi komórki nerwowe, które potrafią zmienić sygnał elektryczny na biochemiczny (wydzielanie substancji dokrewnych przez neurony nazywa się neurosekrecją). W tej części mózgowia znajdują się jednocześnie neurony wrażliwe na hormony krążące w krwi. Tworzy się niezwykle skomplikowana sieć wzaPodwzgórze jemnych zależności: układ dokrewny - układ komórki neurosekrecyjne © nerwowy. Do najważniejszych hormonów podwzgórza hormon © należą: wazopresyna, oksytocyna oraz podpobudzający przysadkę wzgórzowe hormony sterujące czynnością przysadki (ryc. 150 i tab. 8). Wazopresyna Przysadka © zmniejsza straty wody w nerkach przez zwiękczęść szenie jej resorpcji w kanalikach nerkowych. gruczołowa Oksytocyna między innymi wywołuje skurcze hormon adrenokortyko© mięśni macicy w czasie porodu, pobudza też tropina wydzielanie mleka w czasie karmienia. Kora nadnerczy kortyzol 1 oddziaływanie na komórki docelowe : czynnosc przysadki mózgowej 162 Ryc. 1 5 0 . S c h e m a t p r z e d s t a w i a s p r z ę ż e n i a z w r o t n e u j e m n e p o m i ę d z y p o d w z g ó r z e m , przysadką m ó z g o w ą a korą nadnerczy. Przysadka mózgowa jest niewielkim gruczołem o masie 0,7 g, leżącym u podstawy mózgu. Właściwie jest częścią międzymózgowia, z którym łączy się przez tak zwany lejek. Najaktywniejsza wydzielniczo jest część gruczołowa przysadki. Uwalnia ona między innymi hormon wzrostu (somatotropina). Substancja ta mobilizuje rezerwy energetyczne ustroju i skierowuje je na wzrost masy ciała. Oznacza to, że hormon wzrostu wzmaga rozkład tłuszczów zapasowych i glikogenu. Jednocześnie powoduje wzrost wchłaniania wapnia i fosforanów niezbędnych do budowy kości. W czasie skoku pokwitaniowego hormon wzrostu powoduje wydłużanie się chrząstek części nasadowych kości. Wówczas większość młodych ludzi „dziwnie" chudnie i „wyrasta" ze spodni oraz kurtek. 10. Uktady kontrolne - reagowanie oraz koordynowanie funkcji życiowych Gruczoł Podwzgórze Hormony wazopresyna zmniejszanie ilości w o d y w moczu oksytocyna pobudzanie skurczów mięśni g ł a d k i c h m a c i c y i w y d z i e l a n i a mleka, regulacja wydzielania h o r m o n ó w przysadki hamujące i pobudzające przysadkę Przysadka mózgowa Działanie Niedoczynność moczówka prosta h o r m o n wzrostu p o b u d z a n i e wzrostu, regulacja metabolizmu hormony tropowe pobudzanie czynności odpowiednio podotarczycy, kory nadnerczy, b n e d o n i e d o c z y n gonad ności: tarczycy, kory nadnerczy albo gonad Szyszynka melatonina regulacja dojrzewania biologicznego, sen Tarczyca tyroksyna (zawiera jod) wzrost tempa metabolizmu kalcytonina gospodarka wapniowa Przytarczyce parathormon gospodarka wapniowa Trzustka: - komórki a glukagon - k o m ó r k i (3 insulina podwyższanie poziomu c u k r u w e krwi .obniżanie p o z i o m u c u k r u w e krwi Nadnercza: - kora kortykoidy (w t y m kortyzol) regulacja gospodarki w a p n i a i p o t a s u oraz gospodarki wodnej, regulacja metabolizmu związków organicznych - rdzeń adrenalina noradrenalina p o d w y ż s z e n i e ciśnienia krwi, t e m p a m e t a b o l i z m u , stężenia c u k r u w e krwi Jądra androgeny (testosteron) rozwój d r u g o r z ę d o w y c h cech płciowych, popęd płciowy Jajniki estrogeny (estradiol) rozwój c e c h p ł c i o w y c h , męska budowa p o p ę d płciowy, r e g u l a c j a ciała, zaburzenia pocykli m e n s t r u a c y j n y c h , pędu płciowego i płodności p o d t r z y m y w a n i e ciąży progesteron Nadczynność u dzieci - karłowatość u dorosłych - wole i obrzęki u dzieci - g i g a n t y z m , u dorosłych - akromegalia odpowiednio podobne d o nadczynności: tarczycy, kory nadnerczy albo g o n a d u c z u c i e g o r ą c a i nadm i e r n e p o c e n i e się; choroba Basedowa niski poziom wapnia wysoki poziom wapnia w e krwi, nadmierna w e krwi, ł a m l i w o ś ć pobudliwość nerwowa kości cukrzyca typu I (insulinozależna) niedobór cukru we krwi obniżenie odporności w y s o k i głos, brak o w ł o s i e n i a twarzy, niemęska budowa ciała, z a b u r z e n i a płodności Tab. 8. W y b r a n e h o r m o n y i n i e k t ó r e skutki ich w p ł y w u na o r g a n i z m człowieka 163 Organizm człowieka jako zintegrowana catość Ryc. 1 5 1 . Ż u c h w a o s o b y cierpią cej na a k r o m e g a l i ę I czynność szyszynki czynnosc grasicy czynnosc nadnerczy I czynność tarczycy 164 Niedoczynność przysadki powoduje karłowatość i upośledzenie rozwoju biologicznego. Nadczynność natomiast objawia się gigantyzmem i przedwczesną dojrzałością płciową (w wieku dziecięcym) albo akromegalią (u dorosłych). Ta ostatnia przejawia się rozrostem wszerz kości dłoni, stóp i twarzy (ryc. 151). Przyczyną jest ustanie wzrostu kości na długość - rosną tylko pozostałe chrzęstne części wymienionych elementów i to na szerokość. Przysadka mózgowa wydziela także hormony, tak zwane tropowe, regulujące aktywność podległych przysadce gruczołów wykonawczych. Można tu wyróżnić: adrenokortykotropinę - pobudzającą korę nadnerczy do wydzielania jej hormonów (por. niżej: kora nadnerczy), tyreotropinę - pobudzającą tarczycę do wydzielania jej hormonów (por. niżej: tarczyca) oraz gonadotropiny pobudzające rozwój i czynności gonad: jajników oraz jąder. Szyszynka jest wyspecjalizowaną częścią międzymózgowia (ryc. 149, s. 161). Posiada specjalne komórki wytwarzające hormon melatoninę. Związek ten opóźnia dojrzewanie płciowe. Działanie szyszynki obejmuje także ośrodki kontrolujące czuwanie i sen. Aktywność szyszynki podlega silnym regulacjom środowiskowym. W ostatnich latach badania nad melatoniną rozbudziły też nadzieje na przedłużenie ludzkiego życia (stwierdzono, że hormon ten opóźnia efekty starzenia się komórek w hodowlach tkankowych i u zwierząt doświadczalnych). Mimo iż badania te nie zostały jeszcze potwierdzone w odniesieniu do człowieka, wielu ludzi masowo kupuje preparaty zawierające melatoninę. Grasica wydziela hormon - tymozynę, który wpływa na niektóre reakcje odpornościowe (m.in. pobudza wytwarzanie limfocytów). Po okresie pokwitania grasica stopniowo zanika. Nadnercza są małymi parzystymi gruczołami dokrewnym, który wykazuje wyraźnie warstwową budowę anatomiczną (ryc. 95, s. 104). Wewnętrzna warstwa nazwana rdzeniem nadnerczy wydziela adrenalinę oraz noradrenalinę. Jak wiesz, w warunkach stresu hormony te mobilizują organizm do działania - adrenalina nazywana jest wręcz hormonem walki. Położona zewnętrznie kora nadnerczy wydziela kortykoidy - hormony, które między innymi wpływają na metabolizm węglowodanów, białek i tłuszczowców w całym organizmie (np. kortyzol). Inne kortykoidy regulują gospodarkę wodno-mineralną ustroju (głównie jonów sodu i potasu). Zapewniają też prawidłową pobudliwość wszystkich mięśni. Część z tych hormonów wywołuje efekty podobne do działania hormonów płciowych, tyle że wyraźnie słabsze. Tarczyca położona jest przed tchawicą. Jej działanie podlega kontroli przysadki i polega na wydzielaniu między innymi tyroksyny. Tyroksyna powoduje wzrost zużycia tlenu i nasilenie tempa metabolizmu w niemal wszystkich komórkach (szczególnie wzmaga intensywność oddychania 10. Uktady kontrolne - reagowanie oraz koordynowanie funkcji życiowych wewnątrzkomórkowego). Niejako po drodze następuje podniesienie temperatury naszego ciała. Zwiększone wydzielanie tyroksyny ma więc miejsce w wypadku obniżenia temperatury otoczenia. Zimno pobudza termoreceptory, które aktywizują ośrodek termoregulacyjny w podwzgórzu. Pobudzenie jest przekazywane dalej do komórek neurosekrecyjnych podwzgórza, które pobudzają przysadkę móskutek podwyższenie stężenia przyczyna zgową, ta zaś samą tarczycę. Tarczyca wapnia w e krwi wydziela także kalcytoninę powodującą spadek stężenia wapnia w osoczu powoduje uwalnianie na wskutek zwiększonego odkładania w a p n i a z t k a n k i kostnej; tej substancji w kościach (ryc. 152). aktywizuje witaminę D I PARATHORMON Nadczynność tarczycy prowadzi do produkowania nadmiernych ilości © (na tarczycę) ciepła, odczuwania gorąca, pocenia się itd. W skrajnych przypadkach do© (na przytarczyce) chodzi do wykształcenia choroby Basedowa (wytrzeszcz oczu, wysokie | KALCYTONINA | ciśnienie krwi, napięcie nerwowe, hamuje uwalnianie wapnia z tkanki bardzo szybkie tempo przemian podkostnej . stawowych). Niedoczynność tarczycy prowadzi do wytworzenia wola. Niobniżenie stężenia " w a p n i a w e krwi skie tempo podstawowych przemian przyczyna skutek metabolicznych wywołuje też stałe uczucie zimna, ospałość i skłonność Ryc. 1 5 2 . Działanie antagonistyczne kalcytoniny parathormonu do otyłości. r~ I Przytarczyce to dwie pary malutkich gruczołów leżących w tkance łącznej otaczającej tarczycę. Wydzielają parathormon regulujący poziom wapnia we krwi i w kościach. Hormon ten zwiększa uwalnianie wapnia z kości i wchłanianie tego pierwiastka z przewodu pokarmowego - w tym zakresie działa z witaminą D. Niedoczynność przytarczyc prowadzi do tężyczki objawiającej się skurczami i konwulsjami mięśni. Położona w sąsiedztwie dwunastnicy trzustka zawiera w swoim miąższu liczne, rozsiane dość luźno skupienia komórek - tak zwane wyspy Langerhansa. Wyspy te mogą być zbudowane z komórek typu a albo z komórek typu [3. Zadaniem wysp jest regulowanie poziomu glukozy we krwi, ponieważ większe wahania poziomu tej substancji mogą mieć fatalne następstwa (ryc. 153, s. 166). Komórki typu a produkują i wydzielają do krwi glukagon. Najsilniejszym bodźcem wywołującym uwalnianie tego hormonu jest spadek stężenia glukozy we krwi. Glukagon podwyższa zawartość cukru we krwi przez wzmożenie rozkładu glikogenu w wątrobie. Glukagon ma za zadanie chronić organizm przed skutkami spadku poziomu glukozy w okresie między posiłkami, w czasie wysiłku i głodzenia. Dzięki temu nie dochodzi do spadku stężenia cukru poniżej poziomu krytycznego (szczególnie wrażliwe na brak cukru są komórki nerwowe mózgowia). czynnosc przytarczyc czynności wewnątrzwydzielnicze trzustki glukagon i insulina 165 Organizm człowieka jako zintegrowana catość Komórki typu (3 produkują i wydzielają do krwi insulinę. Najsilniejszym bodźcem pobudzającym jej uwalnianie jest wzrost stężenia cukru we krwi (odwrotnie niż w wypadku glukagonu). Jeśli stężenie glukozy jest w normie (por. rozdz. 4), wydzielanie insuliny jest minimalne, ale gdy ilość cukru zwiększy się wyraźnie, już po kilku minutach następuje wyrzut insuliny do krwi. Pierwszym skutkiem zwiększenia ilości insuliny jest przyspieszenie transportu cukru z krwi do komórek wątroby. Ponadto następuje zahamowanie mobilizacji rezerw tłuszczowych i wzmożenie procesu syntezy glikogenu w wątrobie i mięśniach. Ostatecznie efektem działania insuliny jest obniżenie poziomu glukozy we krwi. Zwróć uwagę na antagonizm działania insuliny w stosunku do glukagonu (w mniejszym stopniu także do hormonu wzrostu i adrenaliny). skutek | * p o d w y ż s z e n i e stężenia g l u k o z y w e krwi — • » przyczyna — p o b u d z a rozkład glikogenu w wątrobie; p o b u d z a syntezę glukozy z innych związków organicznych INSULINA zwiększa wychwytywanie g l u k o z y z krwi; pobudza syntezę glikogenu w wątrobie i mięśniach; przyczyna o b n i ż e n i e stężenia g l u k o z y w e krwi | skutek Ryc. 1 5 3 . A n t a g o n i s t y c z n e działanie g l u k a g o n u i insuliny p o m a g a u t r z y m a ć o p t y m a l n e stężenie g l u k o z y w e k r w i . cukrzyca i szok insulinowy 166 Konsekwencją niedoczynności trzustki jest cukrzyca insulinozależna (typu I) objawiająca się zbyt wysokim stężeniem glukozy we krwi, powyżej progu nerkowego (por. rozdz. 7.2). Grozi to zapadnięciem w śpiączkę. Osoby chore otrzymują zastrzyki insulinowe umożliwiające im normalne funkcjonowanie, jednak muszą bardzo uważać, gdyż zbyt duża, jednorazowa dawka hormonu może wywołać szok insulinowy (skutek gwałtownego spadku poziomu cukru może doprowadzić do konwulsji, a nawet śmierci). 10. Uktady kontrolne - reagowanie oraz koordynowanie funkcji życiowych W swojej części wewnątrzwydzielniczej gonady żeńskie produkują hormony z grupy estrogenów (najważniejszy z nich jest estradiol). Hormony te kontrolują wykształcanie żeńskich cech płciowych i cykl menstruacyjny, warunkują także popęd płciowy u kobiet. U mężczyzn pewne komórki jąder wydzielają męskie hormony płciowe - androgeny (najważniejszy z nich jest testosteron). Hormon ten odpowiada za rozwój męskich cech płciowych i spermatogenezę oraz popęd płciowy (por. także rozdz. 8.1). Podsumowanie 1. Komórki organizmu człowieka do komunikacji między sobą wykorzystują sygnały chemiczne, będące podstawą kontroli hormonalnej, oraz sygnały elektryczne - do kontroli nerwowej. 2. Odbiór bodźców docierających ze środowiska zapewniają wyspecjalizowane receptory. 3. Przewodnictwo nerwowe wyjaśnia teoria membranowa. Według niej podstawą przewodzenia jest zmienianie stanu polaryzacji błony komórkowej (polaryzacja spoczynkowa, depolaryzacja). Gotowość do przesyłania sygnałów wymaga aktywnego transportu jonów sodu i potasu przez białka przenośnikowe, tworzące tak zwaną pompę Na/K. 4. Podstawową jednostką czynnościowo-strukturalną układu nerwowego jest łuk odruchowy, czyli droga, jaką przebywa impuls nerwowy od receptora do efektora. 5. Ośrodkowy układ nerwowy człowieka ma bardzo skomplikowaną budowę. W ośrodkowym układzie nerwowym przetwarzane są pobudzenia i porównywane z zasobami pamięci. Dzięki temu są kształtowane i kontrolowane reakcje. 6. Odruchy są prostymi, mimowolnymi i adekwatnymi do bodźca reakcjami ustroju. Dzielą się na bezwarunkowe i warunkowe. Bardziej złożony charakter mają zachowania instynktowne. 7. Hormony są substancjami chemicznymi produkowanymi w niewielkich ilościach przez gruczoły dokrewne (tzw. hormony gruczołowe) oraz komórki rozsiane w różnych układach (tzw. hormony tkankowe). 8. Sprzęganie funkcji układu hormonalnego i nerwowego następuje w międzymózgowiu i odbywa się przy czynnym udziale przysadki mózgowej. 9. Wydzielanie części hormonów powoduje w narządach docelowych efekty antagonistyczne (np. insulina i glukagon). Ma to istotne znaczenia dla homeostazy. 10. Nadmiar i niedobór hormonów może być przyczyną poważnych zakłóceń w funkcjonowaniu organizmu człowieka. 167
