Αυτόνομο νευρικό σύστημα

Transcript

1 u Αυτόνομο νευρικό σύστημα u Εγκεφαλονωτιαίο υγρό Αιματοεγκεφαλικός φραγμός Αγγειακό σύστημα εγκεφάλου Ε. Παρασκευά Αναπλ. Καθηγήτρια Κυτταρικής Φυσιολογίας Τμήμα Ιατρικής Π.Θ

2 Nευρικό σύστημα Κεντρικό Νευρικό Σύστημα (ΚΝΣ) Περιφερικό Νευρικό Σύστημα (ΠΝΣ) 2

3 Περιφερικό Νευρικό Σύστημα (ΠΝΣ) Οι νευρικές ίνες του ΠΝΣ μεταφέρουν σήματα μεταξύ ΚΝΣ & αισθητηρίων ή εκτελεστικών οργάνων Το ΠΝΣ αποτελείται από νευρώνες και γλοία 43 ζεύγη νεύρων: 12 ζεύγη εγκεφαλικών (κρανιακών) νεύρων 31 ζεύγη νωτιαίων νεύρων 3

4 Aισθητικοί - προσαγωγοί νευρώνες Πληροφορίες από περιφέρεια προς ΚΝΣ. Κινητικοί απαγωγοί νευρώνες Πληροφορίες από ΚΝΣ προς εκτελεστικά όργανα. Νωτιαία νεύρα: προσαγωγές & απαγωγές ίνες Κρανιακά νεύρα: προσαγωγές & απαγωγές ίνες μόνο προσαγωγές ίνες 4

5 Υποδιαιρέσεις του Περιφερικού Νευρικού Συστήματος Ι. Προσαγωγό σκέλος ΙΙ. Απαγωγό σκέλος Α. Σωματικό νευρικό σύστημα Β. Αυτόνομο νευρικό σύστημα 1. Συμπαθητική μοίρα 2. Παρασυμπαθητική μοίρα 3. Εντερικό σκέλος 5

6 Αυτόνομο νευρικό σύστημα (ΑΝΣ) Νεύρωση όλων των ιστών, εκτός από τους σκελετικούς μυς καρδιά λείοι μύες αγγείων και σπλάχνων αδένες λιπώδης ιστός Έλεγχος λειτουργίας των σπλάγχνων πέψη, ροή του αίματος, ρύθμιση της θερμοκρασίας αναπαραγωγή Το ΑΝΣ βοηθά στην διατήρηση της ομοιόστασης του οργανισμού 6

7 Σωματικό και Αυτόνομο Νευρικό σύστημα Σωματικό ΝΣ Αυτόνομο ΝΣ Αριθμός νευρώνων 1 2 (σύναψη) Όργανα στόχοι Σκελετικοί μυς Λείοι μυς, μυοκάρδιο, αδένες Αποτέλεσμα Διεγερτικό Διεγερτικό ή ανασταλτικό 7

8 Οδός στο ΑΝΣ ΚΝΣ Γάγγλιο ΑΝΣ Εκτελεστικά κύτταρα Προγαγγλιακός νευρώνας (κυτταρικό σώμα στο ΚΝΣ) Σύναψη σε γάγγλια του ΑΝΣ Μεταγαγγλιακός νευρώνας 8

9 Παρασυμπαθητικό & Συμπαθητικό ΝΣ Παρασυμπαθητικό δρα ανταγωνιστικά προς το ΣΝΣ λειτουργίες «ανάπαυσης & πέψης» διατηρεί τις ενεργειακές εφεδρείες (αναβολικό) Συμπαθητικό γενικά διεγερτικό αντιδράσεις «μάχης ή φυγής» κινητοποιεί τις ενεργ. εφεδρείες (καταβολικό) 9

10 Συμπαθητικοί κορμοί Συμπαθητικό ΝΣ (ΣΝΣ) Προγαγγλιακές ίνες ΣΝΣ: Θωρακική Οσφυϊκή μοίρα νωτιαίου μυελού ΘΩΡΑΚΟΟΣΦΥΪΚΗ ΜΟΙΡΑ Προγαγγλιακές ίνες: μικροί νευράξονες Μεταγαγγλιακές ίνες: μεγάλοι νευράξονες Παράπλευρα γάγγλια Γάγγλια ΣΝΣ: αλυσίδες κοντά στο νωτιαίο μυελό (συμπαθητικοί κορμοί) κοίτος της κοιλιάς (παράπλευρα γάγγλια) 10

11 Γάγγλια του Συμπαθητικού ΝΣ Τα γάγγλια του ΣΝΣ (συμπαθητικοί κορμοί) εκτείνονται σε όλο το μήκος του νωτιαίου μυελού, πέρα από την θωρακική και οσφυϊκή μοίρα Προγαγγλιακές ίνες ( ) : ανιούσα ή κατιούσα πορεία (αρκετά μυελοτόμια), πριν το σχηματισμό συνάψεων με μεταγαγγλιακές ίνες ( ). 11

12 Μυελός επινεφριδίων Γάγγλιο του ΣΝΣ / Ενδοκρινής αδένας: Μεταγαγγλιακοί νευρώνες χωρίς άξονες Απελευθέρωση νευροδιαβιβαστών στην κυκλοφορία (80% επινεφρίνη 20% νορεπινεφρίνη) 12

13 Παρασυμπαθητικό ΝΣ (ΠΝΣ) Προγαγγλιακές ίνες ΠΝΣ: Κρανίο και Ιερά μοίρα νωτιαίου μυελού ΚΡΑΝΙΟΙΕΡΑ ΜΟΙΡΑ Γάγγλια ΠΝΣ: μέσα ή πολύ κοντά στα όργανα στόχους που νευρώνονται από μεταγαγγλιακούς νευρώνες Προγαγγλιακές ίνες: μεγάλοι νευράξονες Μεταγαγγλιακές ίνες: μικροί νευράξονες 13

14 Νευροδιαβιβαστές και Υποδοχείς του Αυτόνομου ΝΣ Νευροδιαβιβαστές Υποδοχείς Προγαγγλιακές ίνες : Ακετυλοχολίνη è Νικοτινικοί Μεταγαγγλιακές ίνες: Ακετυλοχολίνη (ΠΝΣ, σπάνια ΣΝΣ) è Μουσκαρινικοί Νορεπινεφρίνη (ΣΝΣ) è Αδρενεργικοί ΝΟ (μη χολινεργικό μη αδρενεργικό σύστημα) Συνδιαβιβαστές ΑΤΡ Ντοπαμίνη- Νευροπεπτίδια 14

15 Υποδοχείς ACh (χολινεργικοί) Νικοτινικοί Διέγερση Μουσκαρινικοί Μ2 êcamp Καρδιά Αναστολή Μουσκαρινικοί Μ3 IP3, DAG, éca 2+ Λείοι μυς, αδένες Διέγερση 15

16 Υποδοχείς κατεχολαμινών (Ε, ΝΕ - Αδρενεργικοί ) Τύπος Νευροδιαβιβαστής Θέση Μηχανισμός δράσης Επίδραση α 1 ΝΕ>>Ε Όργανα-τελεστές του ΣΝΣ é ΙΡ 3 -Ca 2+ Διεγερτική α 2 ΝΕ>>Ε Γαστρεντερικό ê camp Ανασταλτική β 1 ΝΕ=Ε Καρδιά é camp Διεγερτική β 2 Ε ΛΜΙ αρτηριδίων & βρογχιολίων é camp Ανασταλτική 16

17 Επιδράσεις του ΑΝΣ στα όργανα στόχους Όργανα στόχοι διπλή νεύρωση Ανταγωνιστική δράση Μηχανισμός λεπτής ρύθμισης Συντονισμός της δράσης é ΣΝΣ - ê ΠΣΝ / é ΣΝΣ - ê ΠΣΝ Εξαιρέσεις μονή νεύρωση (ΣΝΣ): αγγεία μη ανταγωνιστική δράση: σιελογόνοι αδενες 17

18 18

19 Δυσλειτουργία του ΑΝΣ Παράγοντες Φάρμακα Νόσοι Τραυματισμοί / Φλεγμονή Νεοπλασίες Ανεπάρκεια Διαταραχές Ορθοστατική υπόταση Ανικανότητα Νευρογενής κύστη Διαταραγμένη λειτουργία του ΓΕΣ Ανεπάρκεια ιδρωτοποιών αδένων Υπερδραστηριότητα Διαταραχές Νευρογενής υπέρταση Καρδιακές αρρυθμίες Βλάβη του μυοκαρδίου Υπεριδρωσία Υπερθερμία Υποθερμία 19

20 Φάρμακα που διεγείρουν ή αναστέλλουν το ΑΝΣ 20

21 Αναστολείς ακετυλοχολινεστεράσης Οργανικά φωσφορικά άλατα: Ζιζανιοκτόνα, βιολογικά όπλα (Sarin) Νευρομυϊκές Συνάψεις Θάνατος Η ACh δεν καταστρέφεται Υπερβολική ενεργοποίηση νικοτικών & μουσκαρινικών συνάψεων ΑΝΣ Πρώιμα σημεία δηλητηρίασης Μυϊκή παράλυση Ασφυξία Μύση Σιελόρροια Εφίδρωση Βρογχόσπασμος Έμετος Διάρροια Θεραπεία Αναστολή μουσκαρινικών υποδοχέων - Ατροπίνη Επανενεργοποποίηση Ach-E - Πραλιδοξίμη Αγωνιστές GABA - Βενζοδιαζεπίνες (ΚΝΣ) h p://tmedweb.tulane.edu/pharmwiki/doku.php/cholinesterase_inhibitors_- _medical_use_wmd ΚΝΣ Σπασμοί Επιληπτικές κρίσεις Κώμα 21

22 Δηλητηρίαση από μανιτάρια Δηλητηρίαση ταχείας έναρξης (15-30 λεπτά μετά την κατανάλωση) Υπερενεργοποίηση μουσκαρινικών συνάψεων Μουσκαρίνη Αντίδοτο: Ατροπίνη Ναυτία Σιελόρροια Εφίδρωση Έμετος Διάρροια Αντιμουσκαρινικό σύνδρομο Αλκαλοειδή που αποκλείουν τους μουσκαρινικούς υποδοχείς Αντίδοτο: φυσοστιγμίνη (αναστολέας χολινεστεράσης) Υπερθερμία Θάμβος όρασης Ξηρότητα βλενογόνων, έλλειψη εφίδρωσης Ερυθρότητα δέρματος Σύγχυση, παραλλήρημα Inocybe geophylla Amanita phalloides (Death cap) 22

23 Σύνδρομο Horner Διακοπή συμπαθητικών ινών προσώπου Κάκωση νεύρων ή καρωτίδας Εγκεφαλικό επεισόδιο Όγκος Βλάβη προγαγγλιακά ή μεταγαγγλιακά Απουσία εφίδρωσης Βλεφαρόπτωση Μύση 23

24 Εγκεφαλονωτιαίο υγρό Αιματοεγκεφαλικός φραγμός Αγγειακό σύστημα εγκεφάλου 24

25 Προστασία του ΚΝΣ από τραυματισμούς Το ΚΝΣ περιβάλλεται από οστά: Κρανίο και σπονδυλική στήλη Ανάμεσα στα οστά και στο νευρικό ιστό παρεμβάλλονται οι μήνιγγες Ο εγκέφαλος επιπλέει στο Εγκεφαλονωτιαίο Υγρό (ΕΝΥ) Ο αιματοεγκεφαλικός φραγμός περιορίζει την είσοδο ουσιών της κυκλοφορίας στον εγκέφαλο Οστά Μήνιγγες Αιματοεγκεφαλικός φραγμός Εγκεφαλονωτιαίο Υγρό 25

26 Μήνιγγες εγκεφάλου 1. Σκληρή μήνιγγα 2. Αραχνοειδής μήνιγγα Υπαραχνοειδής χώρος 3. Χοριοειδής μήνιγγα 26

27 Εγκεφαλονωτιαίο Υγρό (ΕΝΥ) Γεμίζει τις κοιλίες και τον υπαραχνοειδή χώρο (150 ml) Παράγεται από χοριοειδή πλέγματα (550 ml/ημέρα) Ο εγκέφαλος επιπλέει στο ΕΝΥ Λειτουργίες ΕΝΥ Προστασία εγκεφάλου και ΝΜ (απόσβεση κραδασμών/ ξαφνικές και με απότομη επιβράδυνση κινήσεις). Ρύθμιση ενδοκρανιακής πίεσης. Ανταλλαγή ουσιών με μεσοκυτταρικό ΕΥ (μεταφέρει θρεπτικές ουσίες απομακρύνει άχρηστες ουσίες). 27

28 Παραγωγή και απορρόφηση ΕΝΥ Χοριοειδές πλέγμα κοιλιών: 90% Εγκεφαλική ουσία: 10% Χοριοειδή πλέγματα: Σχηματισμοί χοριοειδούς μήννιγγας Βυθίζονται σε θύλακες από επενδυτικά κύτταρα Παραγωγή ΕΝΥ: Ενεργός μεταφορά ουσιών μέσω των μεμβρανών των χοριοειδών πλεγμάτων Απορρόφηση ΕΝΥ: Αραχνοειδείς λάχνες προς φλεβική κυκλοφορία 28

29 Διαμερίσματα εξωκυττάριου υγρού στο ΚΝΣ Πλάσμα αίματος -αγγεία - 70 ml Εγκεφαλικό ECF- γύρω από νευρώνες και κύτταρα γλοίας- 250 ml Εγκεφαλονωτιαίο Υγρό (ΕΝΥ-CSF) κοιλίες & υπαραχνοειδής χώρος ml ΠΛΑΣΜΑ ΕCF CSF (ΕΝΥ) Φραγμός αίματος ΕΝΥ (Blood CSF barrier, BCSFB) 29

30 Σύσταση ΕΝΥ ΕΝΥ Πλάσμα ΕΝΥ/Πλάσμα Ιόντα (meq/l) Na K ,6 Cl ,14 Ca ,5 Πρωτεΐνη (mg/l) ,003 Γλυκόζη (mg/l) ,64 Η σύσταση του ΕΝΥ αυξάνει την κλίση συγκέντρωσης K + και Ca 2+ εκατέρωθεν της κυτ. μεμβράνης των νευρώνων & διευκολύνει την αγωγή νευρικών ώσεων Το ΕΝΥ περιέχει μόνο ίχνη πρωτεϊνών 30

31 Κυκλοφορία ΕΝΥ Αύξηση της ποσότητας ΕΝΥ Η κυκλοφορία του ΕΝΥ επιτυγχάνεται από αλλαγές της πίεσης: Κυκλοφορία Αναπνοή Θέση σώματος 31

32 Υδροκέφαλος Αύξηση της πίεσης του ΕΝΥ στις κοιλίες Συμπίεση των εγκεφαλικών αγγείων Εγκεφαλική βλάβη & πνευματική υστέρηση Παροχέτευση ΕΝΥ σε άλλο σημείο της φλεβικής κυκλοφορίας 32

33 Οσφυονωτιαία παρακέντηση Αλλαγή της σύστασης του ΕΝΥ σε παθολογικές καταστάσεις Απώλεια μικρής ποσότητας ΕΝΥ κατά την οσφυονωτιαία παρακέντηση μπορεί να προκαλέσει κεφαλαλγία 33

34 Αιματοεγκεφαλικός φραγμός (Blood Brain Barrier, BBB) Ο ΒΒΒ ρυθμίζει την ανταλλαγή ουσιών μεταξύ αίματος και ΚΝΣ Εκλεκτικός φραγμός: δεν επιτρέπει σε ουσίες του αίματος να περάσουν διαμέσου του τοιχώματος των τριχοειδών στον εγκεφαλικό ιστό. 34

35 Μεταφορά διαμέσου εγκεφαλικών τριχοειδών Τα ενδοθηλιακά κύτταρα των τριχοειδών στο ΚΝΣ φέρουν στενές συνδέσεις Ανταλλαγή ουσιών μεταξύ αίματος και μεσοκυττάριου υγρού μόνο μέσω κυτ. μεμβρανών των ενδοθηλιακών κυττάρων Διάχυση λιποδιαλυτών ουσιών Μεταφορά μέσω φορέων 35

36 Λιποδιαλυτά μόρια: διάχυση μέσω λιπιδικής διπλοστιβάδας O 2, CO 2 / λιποδιαλυτά φάρμακα, λιποδιαλυτά αναισθητικά / στεροειδείς ορμόνες / αλκοόλη, νικοτίνη Μόρια Η 2 Ο: διάχυση μέσω φωσφολιπιδίων /μέσω υδατοπορινών Yδατοδιαλυτά μόρια: μέσω ειδικών πρωτεϊνών μεμβρανικών μεταφορέων / υποδοχέων Γλυκόζη, αμινοξέα / ιόντα / πρωτεΐνες 36

37 37

38 Ο ρόλος των αστροκυττάρων στον αιματοεγκεφαικό φραγμό Τα αστροκύτταρα επάγουν στα ενδοθηλιακά κύτταρα ü τη δημιουργία στενοσυνδέσμωνν ü την παραγωγή διαύλων και μεταφορέων διευκολύνουν την επικοινωνία αγγείων & νευρώνων (μεταφορά ιόντων Κ + ) 38

39 Περιοχές του εγκεφάλου εκτός αιματοεγκεφαλικού φραγμού Περικοιλιακά όργανα Θυριδωτά τριχοειδή Ενδοθηλιακά κύτταρα χωρίς στενοσυνδέσμους Επίφυση Υποψαλλιδικό όργανο Αγγειωειδές όργανο του τελικού πετάλου Οπίσθια υπόφυση Μέσο έπαρμα Έσχατη πτέρυγα Υποθάλαμος Ανίχνευση μεταβολών στις συγκεντρώσεις ουσιών στο αίμα Έκκριση υδατοδιαλυτών ορμονών Τριχοειδή υποθαλάμου è κυκλοφορία αίματος Διατήρηση ομοιόστασης Υποσυνδεσμικό όργανο 39

40 Κλινικές εφαρμογές του αιματοεγκεφαλικού φραγμού Ο ΒΒΒ περιορίζει/αποκλείει την είσοδο ουσιών από το αίμα την πρόσβαση του ανοσοποιητικού στον εγκεφαλικό ιστό Προστατεύει τον εγκεφαλικό ιστό από διακυμάνσεις και αλλαγές στη σύνθεση του αίματος Παγιδεύει τοξικές ουσίες βαρέα μέταλλα ορμόνες φάρμακα Ο ΒΒΒ διαταράσσεται σε παθολογικές καταστάσεις φλεγμονή καρκίνος DOI /

41 Στόχευση του αιματοεγκεφαλικού φραγμού 41

42 Μεταβολισμός του εγκεφάλου Ο εγκέφαλος χρησιμοποιεί ως μεταβολικά υποστρώματα γλυκόζη και Ο 2 : é κατανάλωση Ο 2 ê αποθέματα γλυκογόνου doi.org/ /j.žns

43 Ο ρόλος των αστροκυττάρων στον μεταβολισμό του εγκεφάλου Νευροαγγειακή μονάδα: Νευρώνες / Αστροκύτταρα / Ενδοθηλιακά κύτταρα του ΒΒΒ / ΛΜΚ Αγγειακά κύτταρα: πρόσληψη γλυκόζης Αστροκύτταρα: γλυκόζη è γαλακτικό οξύ Στους νευρώνες: γαλακτικό οξύè κύκλος Krebsè ATP + γλουταμινικό Γλουταμινικό: απελευθέρωση σε συνάψεις πρόσληψη σε αστροκύτταρα: γλουταμινικό + ΝΗ 4 + è γλουταμίνη Μηχανισμός αποτοξίνωσης από ΝΗ

44 Ρύθμιση της εγκεφαλικής κυκλοφορίας Κύριοι παράγοντες που επηρεάζουν την εγκεφαλική κυκλοφορία Εγκεφαλικός μεταβολικός ρυθμός (Cerebral metabolic rate, CMR) Συστηματική αρτηριακή πίεση (MAP) - Αυτορύθμιση Επίπεδα CO 2 Επίπεδα O 2 DOI : / Υπερκαπνία:αγγειοδιαστολή Υποκαπνία: αγγειοσυστολή Έντονη υποξαιμία: αγγειοδιαστολή 44

45 Αυτορύθμιση Εξασφάλιση σταθερής εγκεφαλικής ροής παρά τις διακυμάνσεις της συστηματικής αρτηριακής πίεσης π.χ. λόγω αλλαγής της στάσης του σώματος Αποτελεσματική σε μια περιοχή μέσης αρτηριακής πίεσης mmHg Η υπερκαπνία καταστέλλει την αυτορρύθμιση Υπόταση Υπέρταση doi: /ajpheart Danish Medical Bulležn Vol. 54 Pages

46 Εγκεφαλικός μεταβολικός ρυθμός & ρύθμιση εγκεφαλικής κυκλοφορίας é ΕΜΡ è é εγκεφαλικής κυκλοφορίας ü é κατανάλωσης Ο 2 ü ê ΡΟ 2 Σύστημα ανατροφοδότησης Θετικής Αρνητικής DOI: /nature

47 ü Παραγωγή γλουταμινικού οξέος προσταγλανδινών ΝΟ ü Αγγειοδιαστολή Νευρονική δραστηριότητα & αύξηση της εγκεφαλικής κυκλοφορίας DOI: /nature

48 ΝΟ και αγγειοδιαστολή στην εγκεφαλική κυκλοφορία 48

49 Αγγειακά εγκεφαλικά επεισόδια Αιμορραγικά ή Ισχαιμικά (80%) ΑΕΕ Διακοπή της αιματικής ροής è διακοπή παροχής Ο 2 & γλυκόζης è βλάβη & κυτταρικός θάνατος Ισχαιμική περιοχή: νέκρωση Γειτονικά κύτταρα: Τοξικότητα από υπερβολική διέγερση (excitotoxicity) Χορήγηση θρομβολυτικών ιστικός ενεργοποιητής πλασμινογόνου t-pa 3 ώρες μετά το ισχαιμικό επεισόδιο 49

50 Τοξικότητα από υπερβολική διέγερση (excitotoxicity) Νέκρωση κυττάρων ισχαιμικής περιοχής éé απελευθέρωση γλουταμινικού Ενεργοποίηση GluR σε γειτονικά κύτταρα éé είσοδος Ca 2+, Na +, Cl - & έξοδος Κ + Κύμα εκπόλωσης Ενεργοποίηση απόπτωσης Δημιουργία ROS βλάβες σε μεμβράνες, μιτοχόνδρια, DNA Φλεγμονή 50

51 Ανάσχεση της τοξικότητας από υπερβολική διέγερση (excitotoxicity) 51

52 Βιβλιογραφία Vander τόμος Ι Κεφ. 8 σελ Vander (2 η έκδοση) Κεφ. 6 Μέρος Δ σελ ü Περιφερικό νευρικό σύστημα ü Αυτόνομο νευρικό σύστημα ü Αιματική παροχή, Φαινόμενα αιματοεγκεφαλικού φραγμού και Εγκεφαλονωτιαίο υγρό Sherwood Κεφ. 5.2 Προστασία και θρέψη του εγκεφάλου σελ Κεφ. 7.1 Αυτόνομο νευρικό σύστημα σελ Ganong s Ιατρική Φυσιολογία Κεφ. 13 Αυτόνομο Νευρικό σύστημα σελ Κεφ. 33 σελ ü Εγκεφαλική κυκλοφορία ü Εγκεφαλονωτιαίο υγρό ü Αιματοεγκεφαλικός φραγμός ü Εγκεφαλική ροή αίματος και ρύθμισή της ü Μεταβολισμός εγκεφάλου και απαιτήσεις σε οξυγόνο 52