Nervová soustava

Budu k vám fakt upřímný. Netrávím příliš času přemýšlením o svých tělesných funkcích, možná někdy... Ale v několika dalších dílech budu mluvit o všech orgánových soustavách, které nám život umožňují a čas od času dokonce i zpříjemňují. Na začátku se rovnou vrhneme na vedoucího celé mise, nervový systém. (veselá znělka) Nervová soustava V podstatě všechna zvířata, až na nějaká fakt jednoduchá, mají nervový systém, což je super, protože nám umožňuje všemožné věci, třeba se nějak chovat. To je to, co z vás dělá tu vnímající, živou bytost, kterou jste. Všechno, co tam je, mozek, nervy, mícha, je tvořené speciálními buňkami, které nikde jinde v těle nenajdete. Většina z nich jsou neurony. Ty už jste asi někdy viděli. Vypadají trochu jako stromy s kořeny, kmenem a větvemi. Neurony se spolu vážou a tvoří nervy, dráhy přenášející elektrochemické signály z jedné části těla do jiné. Takže když si kousnete do pizzy, ...mám rád videa, ve kterých je pizza... receptorové neurony v mých chuťových buňkách poznají, že právě jím něco slaného, tučného a skvělého, a tuto informaci odnesou nervovou drahou do mého mozku. Můj mozek je z pizzy pochopitelně nadšený. A může odpovědět tím, že zpátky pošle informaci jinou nervovou dráhou, která mi řekne, že bych si měl dát další kousek. Navzdory tomu, co mi můj mozek říká, se pokusím víc pizzy nejíst. Jeden by neřekl, že vědět, jak pizza chutná, a chtít jí sníst co nejvíc, je hrozně komplikovanou záležitostí, ale ve skutečnosti jsou naše mozky a nervové systémy šíleně komplikované. Nervový systém je byrokracií neuronů a je rozdělen na dvě hlavní části, centrální nervovou soustavu a periferní nervovou soustavu. Centrální a periferní. Centrální nervová soustava, tedy mozek a mícha, analyzuje a interpretuje veškerá data, která periferní nervová soustava, tedy všechny nervy mimo mozek a míchu, sesbírá a pošle. Když centrální nervová soustava data vyhodnotí, pošle signál zpět periferní nervové soustavě, který ji přikazuje zareagovat, což periferní nervová soustava udělá. Oba tyto systémy obsahují dva různé typy neuronů, aferentní a eferentní. Aferentní a eferentní jsou biologické pojmy a jsou hrozně matoucí. Mluvím za celou instituci biologie, když se za ně omlouvám. Aferentní systémy nesou vjem k centrálnímu bodu, eferentní systémy nesou vjem pryč z centrálního bodu. Aferentní neurony nesou informace do mozku a míchy pro jejich zanalyzování. V periferním nervovém systému se aferentním neuronům říká smyslové. Ty jsou aktivovány vnějším podnětem, třeba onou velkolepou chutí pizzy, a poté tato data zpracují do signálu, který může centrální nervová soustava (CNS) zpracovat. CNS má aferentní neurony taky. Ty v ní přenáší informace do speciálních částí mozku, jako je například ta, co řekne „mňam, slané," Eferentní neurony nesou informace z centra ven. V periferním nervovém systému se jim říká motorické neurony, protože mnoho z nich nese info z mozku a míchy do svalů, aby nám umožnily pohyb. Jsou ale také skoro v každém orgánu těla, což orgánům pomáhá udržovat vás při životě. V CNS eferentní neurony nesou info ze speciálních částí mozku do jiných částí mozku a míchy. Kdyby to tím ale končilo, bylo by to moc prosté. Žádná správná byrokracie nemá jen dvě oddělení. Periferní nervový systém je ve skutečnosti tvořen dvěma různými systémy, které dělají různé věci: somatický nervový systém a autonomní (vegetativní) nervový systém. Somatický systém řídí to, o čem přemýšlíte, informace, které vnímají vaše smysly, a veškeré pohyby těla, když chcete, aby se hýbalo. Tady máme zajímavost. Vzhledem k tomu, že mozky bereme jako to, čím jsme, myslíme si, že veškerá data o všem, co se děje v našich tělech, pak cestují do našeho mozku pro nějaký pokyn. Kdepak! Někdy, když šáhneme na horká kamna, aferentní neurony přenesou signál „Horké!" do CNS, ale informace se do mozku ani nedostane. Mícha rozhodne dříve, než se informace dostane do mozku. Ta pošle příkaz rovnou zpět do svalu, říká, ať dáte ruku pryč od té zatracené plotny. Tento fajn nervový aparát umožňuje míše o něčem rozhodovat místo mozku, a tomu se říká reflexní oblouk. Jiná odnož periferního nervového systému, autonomní (vegetativní) systém, nese signál z centrální nervové soustavy, která řídí všechnu práci, co vaše tělo dělá bez přemýšlení. Tlukot srdce, trávení, dýchání, tvorbu slin, fungování orgánů. Ale tady to nekončí. Musíme hlouběji. Autonomní nervový systém má dvě vlastní oddělení, sympatikus a parasympatikus. Práce těchto oddělení není jen jiná, je naprosto opačná, a upřímně, tihle dva se vždy přou o to, kdo bude tělo řídit. Je to jako zápas v ringu nervového systému. Kvůli sympatickým nervům panikaříme. O tomhle se laicky mluví jako o reakci „bojuj, nebo uteč". Jde o reakci na stres. Ale stres není vždycky špatný. Stres nám zachrání život, když nás honí šavlozubí tygři. Sympatikus naše tělo připraví k akci tak, že zvýší náš puls a tlak, zbystří čich, rozšíří zorničky, aktivuje naše nadledvinky, které produkují adrenalin, uzavře přívod krve do trávicích a rozmnožovacích orgánů, aby nám nechyběla krev v plicích a svalech, když fakt potřebujeme utíkat! A ač nejste v konstantním stavu paniky, ...tedy doufám, já tak trochu jsem... sympatikus funguje pořád a všude. Ale hned vedle něj je parasympatikus, který tvrdě dře na tom, aby z nás byli pohodáři. Snižuje nám krevní puls a tlak, snižuje plicní kapacitu, nutí nás smrkat, přivádí více krve do našich reproduktivních orgánů, pomáhá nám tvořit sliny, kakat a čůrat. Parasympatiku můžeme poděkovat za šlofíka u televize, chození na záchod a tak. Takže můžeme být šťastní, že odezva na stres a odezva na potřebu klidu pracují společně, protože spolu tvoří rovnováhu, neboli homeostázi. Takže tohle všechno nervový systém dělá. A teď si řekneme jak. Neurony, které tvoří nervový systém, našim tělům umožňují mít vlastní elektrické vedení. Abychom porozuměli jejich fungování musíme rozumět jejich stavbě. Jak jsem už řekl, typický neuron je rozvětvený. Větvím se říká dendrity, těmi dostávají vzruch od jiných neuronů. Neurony mají jediný axon, kmen stromu, který je na konci rozvětvený a posílá signály dalším neuronům. Axon je taky pokrytý tukovou vrstvou myelinu, který funguje jako izolant. Myelinové pokrytí je přerušované. Podél axonů jsou malé kousky odhaleného neuronu, které mají nejlepší názvy z celého dílu. Říká se jim Ranvierovy zářezy, což zní spíš jako další díl Harryho Pottera. Harry Potter a Ranvierovy zářezy. No, každopádně, tyto zářezy umožňují signálu přeskakovat ze zářezu na zářez, což umožňuje signálu pohybovat se nervy rychleji. Tomu se říká saltatorní vedení. Vedení - protože je to elektrické vedení, a saltatorní znamená skákavý. Místo, kde axonové větve přichází do kontaktu s dalším dendritem, se jmenuje synapse. Tady neurotransmitery přenáší informaci z jednoho neuronu do druhého. Teď si připomeneme epizodu o buněčných membránách, kde jsme mluvili o tom, jak se látky pohybují po koncentrační gradientech. Velmi podobně mají všechny neurony membránový potenciál, což je rozdíl v napětí mezi vnitřkem a vnějškem membrány. Možná si pamatujete, že toto zvýšené napětí je řízené proteinem, který se jmenuje sodno-draselná pumpa. Tato pumpa vytváří rozdíl v napětí, podobně jako nabíjení baterky tak, že pošle tři kladně nabité sodíkové ionty ven za každé dva draselné ionty, které příjme. Tím vytvoří výsledný negativní náboj vevnitř buňky, ve srovnání s vnějším prostředím. U neaktivního neuronu tomu říkáme klidový potenciál. Napětí je - 70 minivoltů. Navíc mají neurony iontové kanály, proteiny, které nasednou na membrány, ale jsou jednodušší a nepotřebují ATP. Každá buňka má víc než 300 různých druhů iontových kanálů, každý přijímá specifický iont. Nepřestávejte mi teď věnovat pozornost, všech těchto znalostí využijeme u neuronové aktivity. Ta nastane, když nějaký podnět způsobí změnu v neuronu, která se nakonec dostane až k axonu, a vytvoří tak něco, co nazýváme akční potenciál. Kratičký úkaz, při kterém elektrický potenciál buňky rapidně vzroste a zas klesne. Když začíná akční potenciál, třeba když se molekula cukru dotkne jedné z mých chuťových buněk, některé iontové kanálky se otevřou a umožní kladně nabitým iontům sodíku vtéct dovnitř, což učiní vnitřek méně negativní. Pokud je podnět dostatečně silný, vnitřní náboj neuronu dosáhne určité úrovně, na kterou zareagují další sodíkové kanálky a nechají vtéct dovnitř ještě více iontů. Toto se děje na jedné drobné části neuronu, ale ta změna v napětí se přenese na další sodíkové kanálky, které jsou na ni rovněž citlivé, a tak se otevřou. Tato výměna spustí další, a ta další, a tak dále a tak dále. Napětí měnící signál cestuje po membráně neuronu jako vlna. Nezapomeňte, myelinová pochva izoluje většinu neuronu a nechává odkryté jen tato drobná kolínka. Místo toho, aby se pohybovala pravidelně, skáče tato vlna od kolínka ke kolínku a zkracuje tak dobu, za kterou akční potenciál přejede po neuronu. Skokové vedení v praxi. Když vlna doputuje ke konci neuronu, spustí uvolnění neurotransmiterů z neuronu skrz exocytózu. Tyto neurotransmitery pak tečou přes synapsi k dalšímu neuronu, kde nastartují další akční potenciál. Touhle dobou se už tolik sodíkových iontů dostalo dovnitř prvního neuronu, že se rozdíl mezi vnitřkem a vnějškem prohodil. Vnitřek je pozitivní a vnějšek negativní. Zdá se, že neurony toto naprosto nesnáší, a tak se samy napraví. Sodíkové kanálky se zavřou, draselné kanálky se otevřou. Draselné kationty stékají koncentračním i elektrochemickým gradientem, aby se dostaly pryč z buňky. To opět sníží náboj uvnitř buňky na negativní a venku je náboj pozitivní. Všimněte si, že teď je sodík uvnitř buňky a draslík mimo ni, tedy na opačných místech, než původně. Sodno-draselné pumpy znovu začnou pracovat, využijí nějaké ATP, aby napumpovaly sodík ven a draslík dovnitř. Uf! Vše se teď vrací ke klidovému potenciálu. Takhle umožňuje akční potenciál neuronům, aby přenášely signály přes celé řetězce neuronů, od periferií nervové soustavy až k míše, do mozku, a z něj zase ven. Pojďme se podívat ze širšího pohledu. Představím si to jako pizzu. Všechny moje chuťové buňky v sobě mají neurony. Každá z mých chuťových buněk obsahuje 50 až 100 neuronů specializovaných pro chuťové receptory. Chemikálie z téhle pizzy se rozpustí ve slinách a stimulují dendrity na dostředivém neuronu. To generuje několik akčních potenciálů, které cestují z dostředivých neuronů na mém jazyku až do mozku, který řekne něco jako: „Pane Bože!" „To bude asi pizza!" „Měl bych si kousnout znovu!" Mozek pak pošle zprávy přes odstředivé nervové cesty aby udělaly širokou škálu věcí. Jednak žvýkat, což obnáší opakované stahování svalů mé čelisti. Za druhé sklonit mojí hlavu pomocí různých svalů krku. Za třetí spolknout, což obnáší stahování svalů v mém krku a jícnu. Za čtvrté otevřít pusu pro další kousnutí. Tento signál jde i do mojí čelisti a to ani nemluvím o tom, co se bude dít s trávením jídla, které je řízené autonomní nervovou soustavou. Trávení nás čeká až za pár dalších epizod. Snad při něm bude víc pizzy.