Egészségügy | Anatómia » Vizkievicz András - Az agytörzs

Szerkesztette Vizkievicz András 1 Vizsgakövetelmények  Ismerje fel az agy nyílirányú metszetén az agy részeit (agytörzs /nyúltvelő, híd, középagy/, köztiagy /talamusz, hipotalamusz/, kisagy, nagyagy), és tudjon példákat említeni funkcióikra. Lásd még nagyagy jegyzet  Tudja magyarázni, hogyan valósul meg szervezetünkben a keringés és a testhőmérséklet (lásd köztiagy) szabályozása.  Tudja, hogy milyen élettani hatások emelik, vagy csökkentik a pulzusszámot és vérnyomást.  Ismerje a nyúltvelői kemoreceptorok szén-dioxid-érzékenységét, értse a légzés szabályozásában betöltött szerepüket.  Ismerje az agytörzsi hálózatos állomány szerepét az alvás-ébrenléti ciklus fenntartásában.  Tudja, hogy az álomalvás létszükséglet.  Ismerjen elméleteket az alvás funkcióival kapcsolatosan (pl. energiatakarékosság, tanulás, feltöltődés). 2 Az agyvelő Szerk.: Vizkievicz András Az agyvelő

nagyobb egységei:     Agytörzs  Nyúltvelő  Híd  Középagy Köztiagy Kisagy Nagyagy Az agytörzs: nyúltvelő, híd, középagy. Fehérállománya van, de igazi, egységes szürkeállománya nincs. A szürkeállomány helyett  elkülönülő magok (oliva, vörösmag, stb.), ill  hálózatos állomány (formatio reticularis), - idegsejtek bonyolult hálózata - jellemző. Az agytörzs funkciója szerteágazó:  vegetatív működések központjai találhatók itt (nyúltvelő):  keringés, légzés (vitális központok),  köhögés, tüsszentés, (nyálkahártyareflexek),  táplálkozással kapcsolatos motoros és elválasztási válaszreakciók: a nyelés, szopás, rágás, hányás, nyálelválasztás (nyálkahártyareflexek),  mozgásszabályozás: testtartási reflexek, izomtónus szabályozása, járás,  pályákat közvetít, az agytörzsön áthúzódó pályák összeköttetést teremtenek a gerincvelő, a kisagy, köztiagy

és nagyagy sejtjeivel.  Alvás-ébrenlét szabályozása, aktiváló ébrenléti központok jellemzőek (középagy). Nyúltvelő A gerincvelő folytatása a koponyában az öreglyukon keresztül.  Hátsó részén a IV. agykamra alapja található, az agytörzs és a kisagy között.   Nyílt (IV. agykamra) és zárt részét különböztetjük meg Zárt része hasonló a gerincvelőhöz, nyílt részére jellemző az agytörzsi hálózatos állomány.  Kisaggyal összeköttetésben van, az ún. alsó kisagykaron keresztül Életfontosságú (vitális) központok helye:  Vitális központok: keringés és légzés központjai.  Nyálkahártyareflex központok: hányás-, köhögés-, tüsszentés, nyelésközpont (a feltétlen reflexet kiváltó receptorok a nyálkahártyában találhatók).  Felszálló (érző) és leszálló (mozgató) pályák átkapcsolásának helye.  Piramis-pálya 85%-a a nyúltvelő alsó részén kereszteződik (piramis).

 A nagyagyi törzsmagvakból kiinduló pályarendszer mozgatóközpontjai találhatók benne (pl. oliva-mag)  IX., X, XI, XII agyidegek kilépésének a helye 3 A vérkeringés – a vérnyomás és a szív működésének - szabályozása  Hormonális,  idegi,  parakrin mechanizmusok ismertek. A különféle idegi és humorális szabályozó mechanizmusok tulajdonképpen az erek szűkületét vagy tágulatát, így a vérnyomás emelését vagy csökkenését eredményezik. A hormonok vérnyomás emelő hatásúak:  adrenalin, érszűkítő,  vazopresszin (ADH), vízvisszaszívás révén,  aldoszteron, só visszaszívás révén,  tiroxin,  renin-angiotenzin II (vese-májban termelődő hormonok érszűkítő hatásúak, + fokozzák az aldoszteron elválasztását). A parakrin (lokálisan ható) értágító humorális tényezők:  hisztamin,  szerotonin,  NO. Az idegi szabályozás Központok A) Agytörzsi hálózatos állomány

nyúltvelői szakasza.  pressor kp., önálló, állandó aktivitása van, érszűkítő hatású, növeli a vérnyomást és a szívfrekvenciát.  Depressor kp., önálló aktivitása nincs, a receptorok felől aktiválódik szükség esetén Gátolja a pressor kp-ot, ill. a gerincvelői kp-okat, továbbá közvetlenül a szívet (X agyidegen keresztül). B) Gerincvelő  Szimpatikus gerincvelői központi neuronokat (oldalsó szarv) az agytörzs  pressor kp-ja aktiválja,  depresszor kp-ja gátolja. C) A magasabb agyi központokból (hypothalamus, limbikus rendszer) származó ingerületek (emóciók – pl. düh – hatása a vérnyomásra) hatást gyakorolnak a keringésre. 4 Receptorok, ingerek 1. Magasnyomású mechanoreceptorok  helyük: aortaív falában,  inger: vérnyomás emelkedés,  hatás:  depressor kp. aktiválása,  pressor kp. gátlása,  vérnyomás csökken,  szívfrekvencia csökken. 2. Kemoreceptorok a) Perifériás: 

helyük: szívhez közeli erek falában: glomus aorticum, gl. caroticum,  inger: O2 hiány (CO2, H+, K+ növekedés),  hatás: pressor kp. aktiválás, vérnyomás nő, szívfrekvencia nő b) Központi:  A nyúltvelőben, maga a pressor központ neuronjai.  Ingere: a vér CO2 növekedése (a liquorban megnövekedett H+ cc.)  Hatás: pressor kp. aktiválás, vérnyomás nő, szívfrekvencia nő Az ingereket a receptorokból a IX. és a X agyidegek érzőrostjai vezetik a nyúltvelőbe 1. Aortaív reflex A legfontosabb vérnyomás szabályozó a mindennapi életben! Inger: vérnyomás emelkedés.           Receptor az aortaív falában, (1) depressor kp. aktiválás, pressor kp gátlás, (2) IX., X agyideg érző rostjain keresztül, gerincvelői vegetatív központok gátlása, gerincvelői szimpatikus idegek aktivitásának csökkenése, mozgatóneuronok gátlás alá kerülnek, az érfalak tónusának csökkenése, értágulás,

vérnyomás csökken, (5) X. paraszimpatikus agyideg közvetlenül gátolja a szinuszcsomót, (3) szívfrekvencia csökken, perctérfogat csökken. 5 2. Kemoreceptor reflex (hipoxia) Inger: O2 koncentráció csökken.      Receptor: szív közeli nagyerek falában (glomus aorticum, glomus caroticum), (1) és a nyúltvelőben, (2) presszor kp. aktivitása fokozódik, gerincvelői vegetatív központok serkentése, gerincvelői idegeken keresztül az érfalak tónusának fokozása, érszűkület, vérnyomás nő, (5) a szinusz csomó működésének serkentése szívfrekvencia nő, (4) A légzés szabályozása A légzőizmok - rekeszizom és bordaközi izmok - működésének szabályozását jelenti. Reflexes működés. A nyúltvelőben találhatók az ún belégző és a kilégző központok A központi neuronok a nyúltvelőből az idegrostjaikat leküldik a gerincvelőbe a légzőizmok mozgató idegsejtjeihez (mellsőszarvi mozgató neuronokhoz). A légző

központok működését szabályozó ingerek:  a vér és a liquor CO2 és O2 tartalma.  Tüdőből származó mechanikai ingerek. Belégző központ  Belégző izmokat vezérli (külső bordaközi izmok és a rekeszizom).  A vér fiziológiás CO2 tartalma folyamatosan, közvetlen serkenti (a liquor magas CO2 tartalma az állandó inger (pontosabban a magas H+ cc, alacsony pH)).  A vér alacsony O2 tartalma is ingerli (IX. és a X agyideg közvetítésével).  Működését a tüdő falában lévő feszülést érző receptorok szakítják meg.  Ekkor a belégző izmok elernyednek – ez a nyugodt kilégzés. Kilégző központ  Csak erőltetett kilégzésnél szerepel,  a kilégző motoros neuronokat idegzi be (belső bordaközi izmok, hasizmok). Kemoreceptorok serkentik a belégző központot.  A nyúltvelőben található idegsejtek a liquor H+ koncentrációját érzékelik. o O2 receptorok nincsenek az agyban, a liquor CO2 tartalma az inger.

(Valójában az alacsony pHt érzékelik)  Szívhez közeli nagyerek falában perifériásan (Glomus caroticum, Glomus aorticum).  Az inger főleg a vér O2 tartalmának csökkenése,  pH csökkenése, CO2 szint emelkedése. 6 Mechanoreceptorok  A tüdő falában feszülést és elernyedést érző receptorok vannak.  A tüdő felfújódása kilégzést, a tüdő összeesése a belégzést váltja ki, szintén a IX. és a X. agyideg érzőrostjai közvetítésével (ez a Hering-Breuer-reflex) A nyúltvelői légzőközpont aktivitását módosíthatják:  a gerincvelőből felszálló idegi hatások (mechanikai vagy hőhatások; a túl hideg vagy a túl meleg, illetve az ütődések, nyomások, simogatások),  a híd központjai, melyek összerendezik, ritmikussá teszik a légzőmozgásokat, serkentik, ill. gátolják a nyúltvelői központokat, összehangolják a légzést a táplálkozással,  a hipotalamusz és a limbikus rendszer, melyek közvetítik

a belső környezeti hatásokat, ill. emócionális (érzelmi) változásokat (sóhaj),  a nagyagykéreg, mely bizonyos határok között akaratlagos légzésszabályozást tesz lehetővé, vagy a beszéd és az éneklés kivitelezésében játszik szerepet. Híd (pons) Pályákat közvetít (neve innen ered)  gerincvelő-nyúltvelő-nagyagy és kisagy-nagyagy között (középső kisagykar).  Légzési központ, nyúltvelői központok működését összehangolja pl.: nyelés és beszéd. Híd  Nyálelválasztási reflexek központjai.  Mozgásszabályozó központ (testtartási központok).   Rágóizmok nyújtási reflexe (a rágóizmok nyújtásra – alsó állkapocs súlya – összehúzódással válaszolnak. Csukott száj). V-VIII agyidegek kilépési helye. Köztiagy Középagy Nyúltvelő Középagy (midbrain, mesencephalon) Alulról a híd, felülről a köztiagy határolja. Közepén húzódik az aqueductus cerebri, mely a IV. és a III

agykamrát kapcsolja össze Középagy részei:  Agykocsányok leszálló pályákkal.  Felső ikertest: látópálya oldalága végződik itt (pupilla reflexek).  Alsó ikertest: hallópálya átkapcsolódási helye.  Vörös mag, fekete állomány (extrapiramidális rendszer).  III-IV agyidegek magvai, látórendszerrel kapcsolatos reflexközpontok. Középagy működése 1. Reflexei a látórendszerrel és a szemmozgásokkal kapcsolatosak  Pupillareflex.  Accomodáció (éleslátás).  Pislogási reflex. 7       2. Reflexes szemmozgások: hosszú, egy irányban mozgó tárgyakat tekintve a szemgolyók kétfázisú konjugált reflexmozgása figyelhető meg (szemrezgés), cornealis reflex: a szaruhártya érintése a szemrés erőteljes záródását vonja maga után. Erős hanghatásra a szemrés záródik. Erős hang hatására a szemgolyók a hang irányába fordulnak. Könnyezési reflex: a szaruhártya érintése könnyezést

eredményez. Állkapocs reflex: az állcsúcsra gyakorolt ütés a rágóizmok gyors összehúzódását, szájzárást okoz. Testtartás, izomtónus szabályozását végző mozgatóközpontok helye (vestibuláris rendszer mozgató magvai). 3. Az alvás-ébrenlét szabályozásának egyik központja A középagyi hálózatos állományhoz köthetők azok a neuron csoportok, amelyek stimulálják az agykérget, így részt vesznek az alvás-ébrenléti ciklus szabályozásában. A legtöbb felszálló érzőpálya az agytörzsben átkapcsolódik és így ingerli az agytörzsi hálózatos állományt, ami fokozza az agykéreg aktivitását, az ébrenlétet. Ezeknek az idegsejteknek a sérülése kómát eredményez. Általában véve a kóma eszméletvesztéshez vezető súlyos anyagcsere állapot (cukorbetegség, különféle mérgezések), vagy agyi sérülés – baleseti, agyvérzés, tumor - által okozott tudatvesztés. A kómának különböző mélységi szintjei vannak.  A

felületesebb kómában a beteg fájdalomingerre célzott, elhárító mozdulatot tesz, de nem ébred fel.  Mélyebb kómában fájdalomingerre csak önkéntelen, céltalan mozdulattal reagál.  Tovább mélyülő kóma esetén a reflexek (így a térdreflex, a fényre beszűkülő pupilla, vagyis a pupillareflex) kiesnek, de a légzés és a keringés fennmarad.  Az agyhalál küszöbén ezek az életfontos működések is már csak gépek és gyógyszerek segítségével tarthatók fent. Alvás: az aktív viselkedés hiánya, egyfajta öntudatlan állapot. Alvás alatt az élőlényeknek bizonyos periodicitással a környezettel való kapcsolatuk és motoros aktivitásuk nagymértékben csökken. Az ember alvása az egész élettartam egyharmadát teszi ki. Az ébrenlét és alvás aránya életkortól függően jellegzetesen változik.     Újszülött korban rövid alvás és ébrenlét periódusok váltják egymást, az alvás tartama 17-18 óra. 3-5 éves

korra az alvás tartama 10-12 órára csökken, és nappal még mindig vannak alvás periódusok. Serdülőkorban alakul ki a felnőtt alvás-ébrenlét mintázat: 7-8 óra alvás egy tömbben éjszaka. Időskorban az éjszakai alvás tartama ismét csökken és a kisgyerekkori mintázatra emlékeztetve, nappal gyakori, rövid, felületes alvás periódusok jelentkeznek. Az elektroencefalográf – EEG - segítségével az alvásnak több szakaszát különböztetjük meg. Két alapvető fázis ismert: 1. REM (rapid eye movement) fázis, ahol az EEG nagyon aktív, olyan hullámokat mutat, mintha a személy ébren lenne. Ezt a szakaszt nagyon gyors, széles, rendezetlen szemmozgások jellemezik, melyek szabad szemmel is láthatóak. Ezt nevezzük REM szakasznak, azaz gyors szemmozgások szakaszának 8 A REM szakasz jellemzője, hogy  a szívverés is gyorsabb,  légzés gyorsul,  az agy anyagcseréje felgyorsul, azaz látszólagos ébrenlét van a nyugvó testben, 

ekkor történik az álmodás,  esetenként a hímvessző megmerevedik, függetlenül az álomtartalom szexuális jellegétől (még csecsemőknél is),  8 órás alvás alatt 4-5 REM szakasz található,  ezek általában 15-45 percig tartanak,  az alvási szakasz elején rövidebbek, majd folyamatosan hosszabbodnak,  az újszülöttek alvásuk felét ilyen fázisban töltik, míg ez az arány idős korra mindössze 18 százalékra csökken,  esetenként az agy éber állapotánál is nagyobb mértékben aktivált, ugyanakkor mind az érzékszervi beáramlás, mind a mozgási rendszer gátlás alatt áll, a vázizomzat ellazult, időnként lokálisan megrándul. Ezért valóban találó a „paradox alvás" megjelölés.  Az EEG éber állapothoz hasonlít, béta hullámok vezethetők el,  az agyi keringés növekszik és nő az agy hőmérséklete is. Az alvás többi részére ezek a jellemzők nem illettek rá, így a másik 5 szakaszt összefoglalóan

non REM fázisként emlegették. NREM alvás Lassú Hullámú Alvás (LHA) során  az érzékszervek gátlás alatt állnak,  az agyi működés és a testi működések jelentős csökkenésével jár,  az EEG-ben alfa, delta és teta hullámokat lehet mérni,  a szívfrekvencia és a légzésszám csökken,  a vegetatív rendszer paraszimpatikus túlsúlya jellemző,  a testhőmérséklet csökken,  egyes hormonok - a növekedési hormon - termelődése nő. Az alvásfolyamat tehát két alvás típus, a NREM és a REM alvás, ciklikus váltakozásából épül fel (alvásciklus). A NREM alvást 90-120 percenként REM periódusok szakítják meg, melyek tartama estétől reggelig nő. Az alvásfolyamatot jelentősen befolyásolja az előzetesen ébren töltött idő tartama és minősége is.  A nehéz fizikai munka a lassú hullámú alvás arányát növeli.  A szellemi munka, a stressz, a lelki megterhelések a REM fázis arányát növelik.

Alvásmegvonáskor a REM 100 %-osan bepótlódik. 9 Az alvás-ébrenléti ciklus szabályozása Egy cirkadián ritmus – napi ritmus - olyan, nagyjából 24 órás ciklus, ami az élőlények fiziológiai folyamataiban, ill. viselkedésében nyilvánul meg A cirkadián ritmusokat az élőlény saját belső időmérő rendszere irányítja, de bizonyos külső hatások, pl. a fény szinkronizáló jellegűek. Kísérleti személyeket hat hónapig  megfosztottak a külső időtagoló tényezőktől (nappalok, éjszakák),  olyan speciális lakásokban éltek, ahol nem voltak ablakok, nem használhattak telefont, TV-ét, rádiót, nem volt órájuk és semmi kapcsolatuk nem volt a külvilággal. Ilyen körülmények között a kísérleti személyek alvásának ciklicitása fennmaradt, de elalvási idejük mind későbbre tolódott, a ciklusidő meghaladta a 24 órát és 25 órához közelített. Tehát igen kontrollált körülmények között végzett kísérletek szerint

az átlagos felnőtt ember cirkadián periódusa csak némileg haladja meg a 24 órát, 24 óra 11 perc ± 16 perc (mikor a törzsfejlődés során kialakult, talán lassabban forgott a föld). Az alvásperiódus ciklicitását külső tényezők ugyan valamelyest befolyásolják, de alapvetően egy „belső óra" szabályozása érvényesül. Az alvásprogram időzítését a látóideg kereszteződés felett, a hipotalamuszban elhelyezkedő magrendszer szabályozza. Ennek a magrendszernek a roncsolása patkányokban az alvásperiódusok ritmusának teljes felborulását okozza. Más oldalról viszont az alvás időzítését a melatonin és a szerotonin elválasztás szabályozza.  A melatonin a tobozmirigyben szabadul fel, sötétben választódik el, a világosság megszakítja termelődését.  A szerotonint az agytörzsi hálózatos állomány egyes neuron csoportjai termelik.  A melatonin és a szerotonin alvást elősegítő szerepe a fenti hipotalamikus magban

érvényesül, amelyben melatonin receptorokat mutattak ki. A híd és a középagy hálózatos állományában aktiváló struktúrák vannak, e területek ingerlése az ébrenlétre jellemző állapotot eredményez. Ezek a neuronok felszálló érzőpályákon keresztül kiterjedt kapcsolatban állnak az érzékszervekkel. Miért alszunk? A REM és NREM, más-más biológiai funkciót szolgál.  A NREM alvás az ébrenlétben egyre inkább kimerülő illetve elhasználódó kémiaifiziológiai folyamatok regenerációját segíti elő, a lemerült energiakészletek visszaállítását biztosítja.  A REM alvás elősegítheti az agy fejlődését, szerepe lehet a memória funkcióban. Ilyenkor lehetőség van új szinapszisok létrehozására, ami előfeltétele a tanulásnak, az információ feldolgozásnak és a hosszú távú memória kialakulásának. Egy teljesen ellentétes elképzelés szerint, a REM fázis a felesleges memóriák törlését szolgálja. Az álom

funkciójának leírásában több vetélkedő elmélet ismert. C. Evans elmélete szerint az alvás az agy működésének egy olyan szakasza, amikor az mintegy lekapcsolódik a külvilágról és ezt az úgynevezett offline időt használja fel a nap során beérkezett információmennyiség újraszervezésére. Evans nézete szerint agyunk egy óriási adatbázissal és vezérlőprogrammal ellátott számítógéphez hasonlítható, amelyben  a programok és adatok egy része öröklött,  míg más része szerzett, a környezethez való alkalmazkodás során alakul ki, és a mindennapi tapasztalataink módosítják. 10 Az alvás során (különösen annak REM-szakaszában) agyunk ebben az offline üzemmódban tulajdonképpen függetleníti magát a szenzoros és motorikus pályáktól, mialatt számos addig zárt adatbank és program nyílik meg és válik módosíthatóvá vagy újraszervezhetővé a napi élményeknek megfelelően. Ebben az elméletében a

REM-szakaszban zajló offline adatfeldolgozás egésze zömmel nem tudatos állapotban megy végbe, ám agyunk alvás közben olykor online üzemmódba is kapcsol, amikor is a tudatos elme rápillanthat a cikázó, újraszerveződő adatfolyamok egy kicsiny részére. Mivel az agy a megpillantott információkat éppen úgy akarja értelmezni, mint amikor éber, az álmok sokban hasonlítanak napközbeni élményeinkhez. Evans szerint tehát az álom nem más, mint a REM-alvás alatt rendszerezett hatalmas mennyiségű információ kis töredéke, amelyre a tudat egy futó pillantást vetett, és sokban az ébrenléti élményeinkre emlékeztet. Crick és Mitchinson elméletüket arra alapozzák, hogy az agykéreg gazdagon összekapcsolt idegi hálózatokból áll. Ezt az összetett rendszert leginkább egy pókhálóhoz hasonlíthatjuk Az ilyen hálórendszerek azonban információ-túlterhelés esetén nem képesek megfelelően működni. A folyamatosan érkező ingerek rövid idő

alatt túlterhelnék ezt az érzékeny hálózatot, ezért az agynak olyan mechanizmusra van szüksége, amely zavarszűrésre és a hálózat újrahangolására képes. Az ilyen zavarszűrő mechanizmus rendszerint akkor működik a legjobban, amikor a rendszer lekapcsolódik a külső bemenetekről. Crick és Mitchinson szerint ez a mechanizmus a REM alvás: az álmok hallucinációs jellege nem más, mint a hálózat napi tisztításához szükséges véletlenszerű sejtaktivitás. A REM-alvás során az agy bőségesen el van látva az agytörzsből származó és a kéreg felé haladó idegi impulzusokkal. A neuronbiológiai magyarázat szerint ezek a jelek törlik ki a napközben felhalmozódott téves idegi asszociációkat. Amikor a hálózat megtisztítása megtörtént, felébredünk. Éppen a fentiek miatt is, Crick és Mitchinson szerint nem túl jó ötlet az, amikor megpróbálunk az álmainkra emlékezni - ami tulajdonképpen a pszichoanalízis egyik sarokköve - hiszen

az ilyen visszaemlékezés éppen azoknak a gondolkodási mintáknak a megőrzését segíti elő, amelyeket valójában jobb volna elfelejteni, vagyis azokat a mintázatokat fixálja, amelyeket a rendszer megpróbált áthangolni. Az álmodás jellegzetességei A spontán felidézett álmaink döntő többsége az alvás REM fázisaiban keletkezik.  Hosszúak, jelenetszerűek, szinte minden, amit álmodunk, történetek formájában ölt testet.  Érzelmi átélésekben gazdagok és általában bizarrak,  vizuálisak, kisebb mértékben hallási (részben beszédhangra vonatkozó) élményeket is tartalmaznak.  Csak elenyésző mértékben építkeznek hőérzékelési, tapintásérzékelési, valamint szaglási és ízérzékelési élményekből.  Sohasem tartalmaznak fájdalomérzékelést.  Változatos érzelmi színezetükben a negatív emóciók dominálnak. Leggyakoribbak a szorongás, a félelem és a meglepődés.  Tartalmuk gazdag, változatos és

hiperasszociatív jellegű, vagyis az egymással igen kevéssé kapcsolatos emlékek, képek, benyomások szokatlan, bizarr, sűrített kombinációját képezik.  Az álom tartalmi gazdagsága és vizuális élénksége összefüggésben áll az illető REM fázis szemmozgássűrűségével. Meddig bírjuk ki alvás nélkül? A csúcs 201 óra és 13 perc. Az alvásmegvonás miatt  a 3. nap után képzelődések, téveszmék, érzékcsalódások léptek fel,  valamint mozgási zavarok is jelentkeztek, mint például a kezek remegése, vagy a finom mozgások koordinációjának gyengülése. Azt találták, hogy az érzékcsalódások másfél óránként jelentkeztek, hasonlóan a REM fázisok ciklikusságához normális alvás esetében. Mintha az agy a normális ciklust akarta volna fenntartani mindenképpen A verseny végeztével a győztes mindössze 13 órát és 13 percet aludt körülbelül normálisan. A REM fázis és ezzel együtt az álmodás fontosságát

bizonyító kísérleteket végeztek 1960-ban. 11     Az alvó egyéneket mindannyiszor felébresztették, amikor úgy tűnt elkezdődik náluk a REM fázis, majd azonnal hagyták tovább aludni. Nem a REM fázisban folytatódott, hanem a szemmozgások nélküli nonREM fázis tért vissza. A REM fázisok miatti ébresztések száma az idő elteltével megsokszorozódott, a kezdeti pár alkalomból a végére több mint 20-szor kellett felébreszteni a kísérleti személyeket. Majd több ilyen éjszaka eltelte után engedélyeztek nekik 5 nyugalomban eltöltött éjszakát. Bár az ébresztések másodpercnyiek voltak csupán, s így a kísérletben résztvevő személyek legalább 7 órát aludtak éjszakánként, mégis másképp viselkedtek nappal, mint az normálisan elvárható lett volna. Ébren töltött óráik alatt sokkal ingerlékenyebbek voltak, sokkal idegesebben viselkedtek. A nyugalomban töltött 5 éjszakán a REM fázisban eltöltött idő

megkétszereződött, azaz a szervezet igyekezett az addig felhalmozott lemaradást minél hamarabb bepótolni. Az izomtónus, testtartás, az agytörzs mozgásszabályozó működése Izomtónus: akaratlan, állandó, kismértékű izomfeszülés, hátterében az izmok nyújtási reflexe áll. A mozgások alapja az izomtónus megváltoztatása, testtartásban alapvető jelentőségű. A testtartást az ún. antigravitációs izmok (törzsizmok, felső végtag hajlító és az alsó végtag nyújtó izmai) meghatározott jellegű tónuseloszlása teszi lehetővé. A testtartás szabályozásában szerepet játszó receptorok:  egyensúlyérző – vestibuláris - rendszer receptorai (belső fülben a labirintusszerv, zsákocska, tömlőcske, félkörös ívjáratok) tájékoztatják az idegrendszert a fej térbeli helyzetéről, a fej elfordulásáról,  izmok, inak, ízületek receptorai,  bőr nyomás receptorai,  látás receptorai. A testtartás szabályozásában

szerepet játszó mozgatóneuronok az agytörzs területén elhelyezkedő különféle magcsoportokban, ill. a hálózatos állományban találhatók Agytörzsi testtartási reflexek 1. Járási reflexek A járással kapcsolatos mozgások összerendeződését az agytörzs a kisaggyal együtt biztosítja. 2. Pozitív támasztási reflex. Ha mindkét talp a test súlyával a talajra nehezedik, a két alsó végtag hajlító és feszítő izmai megfeszülnek és alkalmassá teszik a végtagokat a test tartására. 3. Tónusos nyaki reflex. Hanyatt fekvő csecsemő fejét oldalra fordítva az arc felőli végtagok megfeszülnek, az ellenoldalon behajlanak. 4. Labirintus tónusos reflex (Moro-reflex). Ha a hátán megtámasztott csecsemő fejét hirtelen hátra „ejtjük”, mind a négy végtag feszülésbe kerül. A fej hirtelen előrehajtása mind a négy végtag hajlítását eredményezi. 5. Gyorsulás által kiváltott testtartási reflex. A test gyorsulása esetén a

labirintusból érkező impulzusok hatására a vázizomzat tónuseloszlása úgy változik meg, hogy az egyenes testtartás megmaradjon (pl. hirtelen induló vagy fékező járműben). 12 Emelt szintű érettségi feladatok A légzés szabályozása A sematikus ábra a légzés szabályozási rendszerének főbb összetevőit mutatja. A nyilak a hatások irányát jelölik, a + jelek serkentő hatások. 1. Írja be a lehető legpontosabban két üres téglalapba a megfelelő idegrendszeri területek nevét! 2. Adja meg az A és B jelű központok nevét (feladatát)! A központ: B központ: . 3. Hol találhatók a szervezetben a sémában szereplő mechanoreceptorok? . 4. Hogyan (milyen formában) szállítja a vér a szén-dioxidot? Két lehetőséget nevezzen meg! . 5. Mit idéz elő a B jelű központ működése? A helyes válaszok (2) betűjeleit írja a négyzetekbe! A. A bordák süllyedését B. Nyomásfokozódást a tüdőben C. A mellüreg térfogatának

növekedését D. A légzőizmok összehúzódását E. A légzőizmok elernyedését Megoldás 1. felső téglalap: nyúltvelő / nyúltagy alsó téglalap: gerincvelő 2. A: kilégzőközpont B: belégzőközpont 3. a tüdőben / a léghólyagocskák / a hörgők / hörgőcskék falában 4. szénsav / hidrogénkarbonát-ion formájában / a (hemo)globinhoz kötődve / (kis mennyiségben) fizikailag oldva 5. C, D 13 Összefoglalás Az agyvelő nagyobb egységei:     Agytörzs  Nyúltvelő  Híd  Középagy Köztiagy Kisagy Nagyagy Az agytörzs: nyúltvelő, híd, középagy. Fehérállománya van, de igazi, egységes szürkeállománya nincs. A szürkeállomány helyett  elkülönülő magok (oliva, vörösmag, stb.), ill  hálózatos állomány (formatio reticularis), - idegsejtek bonyolult hálózata - jellemző. Az agytörzs funkciója:  vegetatív működések központjai találhatók itt:  keringés, légzés (vitális központok),

köhögés, tüsszentés, (nyálkahártyareflexek),  táplálkozással kapcsolatos motoros és elválasztási válaszreakciók: a nyelés, szopás, rágás, hányás, nyálelválasztás, (nyálkahártyareflexek),  testtartási reflexek, izomtónus szabályozása, járás,  az agytörzsön áthúzódó pályák összeköttetést teremtenek a gerincvelő, a kisagy, köztiagy és nagyagy sejtjeivel.  Alvás-ébrenlét szabályozása, aktiváló ébrenléti központok jellemzőek. Nyúltvelő A gerincvelő folytatása a koponyában az öreglyukon keresztül. Életfontosságú (vitális) központok helye:  Vitális központok: keringés és légzés központjai.  Nyálkahártyareflex központok: hányás-, köhögés-, tüsszentés, nyelésközpont (a feltétlen reflexet kiváltó receptorok a nyálkahártyában találhatók).  Felszálló (érző) és leszálló (mozgató) pályák átkapcsolásának helye.  Piramis-pálya 85%-a a nyúltvelő alsó részén

kereszteződik (piramis).  Extrapiramidális mozgatóközpontok találhatók benne (pl. oliva-mag) A vérkeringés – a vérnyomás és a szív működésének - szabályozása  Hormonális,  idegi mechanizmusok ismertek. A különféle idegi és humorális szabályozó mechanizmusok tulajdonképpen az erek szűkületét vagy tágulatát, így a vérnyomás emelését vagy csökkenését eredményezik. 14 A hormonok vérnyomás emelő hatásúak:  adrenalin, érszűkítő,  vazopresszin (ADH),  mellékvese szteroidok (aldoszteron, só visszaszívás révén),  pajzsmirigyhormonok, a tiroxin, Az idegi szabályozás Központok A) Agytörzsi hálózatos állomány nyúltvelői szakasza.  pressor kp., önálló, állandó aktivitása van, érszűkítő hatású, növeli a vérnyomást és a szívfrekvenciát.  Depressor kp., önálló aktivitása nincs, a receptorok felől aktiválódik szükség esetén Gátolja a pressor kp-ot, közvetlenül a szívet (X.

agyidegen keresztül), ill a gerincvelői kp-okat. B) Gerincvelő  Szimpatikus gerincvelői központi neuronokat (oldalsó szarv) az agytörzs  pressor kp-ja aktiválja,  depresszor kp-ja gátolja. C) A magasabb agyi központokból (hypothalamus, limbikus rendszer) származó ingerületek (emóciók – pl. düh – hatása a vérnyomásra) hatást gyakorolnak a keringésre Receptorok, ingerek 1. Magasnyomású receptorok  helye: aortaív falában,  inger: vérnyomás emelkedés,  hatás:  depressor kp. aktiválása,  pressor kp. gátlása,  vérnyomás csökken,  szívfrekvencia csökken. 2. Kemoreceptorok a) Perifériás:  helye: szívhez közeli erek falában,  inger: O2 hiány,  hatás: pressor kp. aktiválás, vérnyomás nő, szívfrekvencia nő b) Központi  A nyúltvelőben.  Ingere: a vér CO2 növekedése.  Hatás: pressor kp. aktiválás, vérnyomás nő, szívfrekvencia nő Az ingereket a receptorokból a IX. és a X agyidegek

vezetik a nyúltvelőbe 15 A légzés szabályozása A légző izmok - rekeszizom és bordaközi izmok - működésének szabályozását jelenti. Reflexes működés. A nyúltvelőben és a híd alsó részén találhatók a belégző és a kilégző központok. A központi neuronok a nyúltvelőből az idegrostjaikat leküldik a gerincvelőbe a légzőizmok mozgató idegsejtjeihez (mellsőszarvi mozgató neuronokhoz). A légző központok működését szabályozó ingerek:  a vér és a liquor CO2 és O2 tartalma.  Tüdőből származó mechanikai ingerek. Belégző központ      Belégző izmokat vezérli (külső bordaközi izmok és a rekeszizom). A vér fiziológiás CO2 tartalma folyamatosan közvetlen serkenti, állandó inger. Továbbá a vér alacsony O2 tartalma ingerli. Működését a tüdő falában lévő feszülést érző receptorok szakítják meg. Ekkor a belégző izmok elernyednek – ez a nyugodt kilégzés. Kilégző központ  Csak

erőltetett kilégzésnél szerepel,  a kilégző motoros neuronokat idegzi be (belső bordaközi izmok, hasizmok). Kemoreceptorok serkentik a belégző központot:  A nyúltvelőben található idegsejtek a liquor H+ koncentrációját érzékelik.  Szívhez közeli nagyerek falában  Főleg a vér O2 tartalmának csökkenése,  pH csökkenése, CO2 szint emelkedése. Mechanoreceptorok  A tüdő falában feszülést és elernyedést érző receptorok vannak.  A tüdő felfújódása kilégzést, a tüdő összeesése a belégzést váltja ki. A nyúltvelői légzőközpont aktivitását módosíthatják:  a gerincvelőből felszálló idegi hatások (mechanikai vagy hőhatások; a túl hideg vagy a túl meleg, illetve az ütődések, nyomások, simogatások),  a híd központjai, melyek összerendezik, ritmikussá teszik a légzőmozgásokat, serkentik, ill. gátolják a nyúltvelői központokat, összehangolják a légzést a táplálkozással,  a

hipotalamusz és a limbikus rendszer, melyek közvetítik a belső környezeti hatásokat, ill. emócionális (érzelmi) változásokat (sóhaj),  a nagyagykéreg, mely akaratlagos légzésszabályozást tesz lehetővé, vagy a beszéd és az éneklés kivitelezésében játszik szerepet. 16 Híd Pályákat közvetít (neve innen ered)  gerincvelő-nyúltvelő-nagyagy és a kisagy-nagyagy között.  Légzési és keringési központ, nyúltvelői központok működését összehangolja pl.: nyelés és beszéd.  Nyálelválasztási reflexek központjai.  Mozgásszabályozó központ (testtartási, extrapiramidális központok). Középagy Alulról a híd, felülről a köztiagy határolja. Középagy működése Reflexei a látórendszerrel és a szemmozgásokkal kapcsolatosak.  Pupillareflex.  Accomodáció (éleslátás).  Pislogási reflex. Az alvás A középagyi hálózatos állományhoz köthetők azok a neuron csoportok, amelyek aktivitása

stimulálja az agykérget, így részt vesz az alvás-ébrenléti ciklus szabályozásában. Minden felszálló érzőpálya az agytörzsben átkapcsolódik és így ingerli az agytörzsi hálózatos állományt, ezzel fokozza az ébrenlétet. Ezeknek az idegsejteknek a sérülése kómát eredményez. Általában véve a kóma eszméletvesztéshez vezető súlyos anyagcsere állapot (cukorbetegség, különféle mérgezések), vagy agyi sérülés – baleseti, agyvérzés, tumor - által okozott tudatvesztés. Alvás: az aktív viselkedés hiánya, egyfajta öntudatlan állapot. Alvás alatt az élőlényeknek bizonyos periodicitással a környezettel való kapcsolatuk és motoros aktivitásuk nagymértékben csökken. Az ember alvása az egész élettartam egyharmadát teszi ki. Az ébrenlét és alvás aránya életkorfüggően jellegzetesen változik Az elektroencefalográf – EEG - segítségével az alvásnak több szakaszát különböztetjük meg. Két alapvető fázis

ismert: 2. REM (rapid eye movement) fázis, ahol az EEG nagyon aktív, olyan hullámokat mutat, mintha a személy ébren lenne. Ezt a szakaszt nagyon gyors, széles, rendezetlen szemmozgások jellemezik, melyek szabad szemmel is láthatóak. Ezt nevezzük REM szakasznak, azaz gyors szemmozgások szakaszának. A REM szakasz jellemzője, hogy  a szívverés is gyorsabb,  légzés gyorsul,  az agy anyagcseréje felgyorsul, azaz látszólagos ébrenlét van a nyugvó testben,  ekkor történik az álmodás,  esetenként a hímvessző megmerevedik, függetlenül az álomtartalom szexuális jellegétől (még csecsemőknél is), 17        8 órás alvás alatt 4-5 REM szakasz található, ezek általában 15-45 percig tartanak, az alvási szakasz elején rövidebbek, majd folyamatosan hosszabbodnak, az újszülöttek alvásuk felét ilyen fázisban töltik, míg ez az arány idős korra mindössze 18 százalékra csökken, esetenként az agy éber

állapotánál is nagyobb mértékben aktivált, ugyanakkor mind az érzékszervi beáramlás, mind a mozgási rendszer gátlás alatt áll, a vázizomzat ellazult, időnként lokálisan megrándul. Ezért valóban találó a „paradox alvás" megjelölés. Az EEG éber állapothoz hasonlít, béta hullámok vezethetők el, az agyi keringés növekszik és nő az agy hőmérséklete is. Az alvás többi részére ezek a jellemzők nem illettek rá, így a másik 5 szakaszt összefoglalóan non REM fázisként emlegették. NREM alvás Lassú Hullámú Alvás (LHA) során  az érzékszervek gátlás alatt állnak,  az agyi működés és a testi működések jelentős csökkenésével jár,  az EEG-ben alfa, delta és teta hullámokat lehet mérni,  a szívfrekvencia és a légzésszám csökken,  a vegetatív rendszer paraszimpatikus túlsúlya jellemző,  a testhőmérséklet csökken,  egyes hormonok - a növekedési hormon - termelődése nő. Az

alvásfolyamat tehát két alvás típus, a NREM és a REM alvás, ciklikus váltakozásából épül fel (alvásciklus). A NREM alvást 90-120 percenként REM periódusok szakítják meg, melyek tartama estétől reggelig nő. Az alvásfolyamatot jelentősen befolyásolja az előzetesen ébren töltött idő tartama és minősége is.  A nehéz fizikai munka a lassú hullámú alvás arányát növeli.  A szellemi munka, a stressz, a lelki megterhelések a REM fázis arányát növelik. Alvásmegvonáskor a REM 100 %-osan bepótlódik. Az alvás-ébrenléti ciklus szabályozása Egy cirkadián ritmus – napi ritmus - olyan, nagyjából 24 órás ciklus, ami az élőlények fiziológiai folyamataiban, ill. viselkedésében nyilvánul meg A cirkadián ritmusokat az élőlény saját belső időmérő rendszere irányítja, de bizonyos külső hatások, pl. a fény szinkronizáló jellegűek. Az alvásperiódus ciklicitását külső tényezők ugyan valamelyest befolyásolják,

de alapvetően egy „belső óra" szabályozása érvényesül. Az alvásprogram időzítését a látóideg kereszteződés felett, a hipotalamuszban elhelyezkedő magrendszer szabályozza. Ennek a magrendszernek a roncsolása patkányokban az alvásperiódusok ritmusának teljes felborulását okozza. Más oldalról viszont az alvás időzítését a melatonin és a szerotonin elválasztás szabályozza. 18  A melatonin a tobozmirigyben szabadul fel, sötétben választódik el és a világosság megszakítja termelődését.  A szerotonint az agytörzsi hálózatos állomány egyes neuron csoportjai termelik.  A melatonin és a szerotonin alvást elősegítő szerepe a fenti hipotalamikus magban érvényesül, amelyben melatonin receptorokat mutattak ki. A híd és a középagy hálózatos állományában aktiváló struktúrák vannak, e területek ingerlése az ébrenlétre jellemző állapotot eredményez. Ezek a neuronok felszálló érzőpályákon

keresztül kiterjedt kapcsolatban állnak az érzékszervekkel. Miért alszunk? A REM és NREM, más-más biológiai funkciót szolgál.  A NREM alvás az ébrenlétben egyre inkább kimerülő illetve elhasználódó kémiaifiziológiai folyamatok regenerációját segíti elő, a lemerült energiakészletek visszaállítását biztosítja.  A REM alvás elősegítheti az agy fejlődését, szerepe lehet a memória funkcióban. Ilyenkor lehetőség van új szinapszisok létrehozására, ami előfeltétele a tanulásnak, az információ feldolgozásnak és a hosszú távú memória kialakulásának. Egy teljesen ellentétes elképzelés szerint, a REM fázis a felesleges memóriák törlését szolgálja. Az alvásmegvonás miatt  a 3. nap után képzelődések, téveszmék, érzékcsalódások lépnek fel,  valamint mozgási zavarok is jelentkeznek, mint például a kezek remegése, vagy a finom mozgások koordinációjának gyengülése. Az izomtónus, testtartás, az

agytörzs mozgásszabályozó működése Izomtónus: akaratlan izomfeszülés, a gyakorlatban az izmok ellenállása a passzív mozgatással szemben, alapja az izmok nyújtási reflexe. A mozgások alapja: izomtónus megváltoztatása. Testtartás: az ún. antigravitációs izmok (törzsizmok, felső végtag hajlító és az alsó végtag nyújtó izmai) meghatározott jellegű tónuseloszlása. A testtartás szabályozásában szerepet játszó receptorok:  egyensúlyérző rendszer receptorai (belső fül, labirintusszerv) tájékoztatják az idegrendszert a fej térbeli helyzetéről, a fej elfordulásáról,  izmok, inak, ízületek receptorai,  bőr nyomás receptorai,  látás receptorai. Agytörzsi testtartási reflexek 6. Járási reflexek A járással kapcsolatos mozgások összerendeződését az agytörzs a kisaggyal együtt biztosítja. 19