Fyziologie somestezie, propriocepce a motoriky - Univerzita Karlova

Fyziologie somestezie
Fyziologie propriocepce a motoriky
Ústav normální, patologické a klinické fyziologie
Univerzita Karlova, 3.lékařská fakulta
MUDr. Miloslav Franěk, Ph.D.
2006

Úvod
●
●
●
slidy z přednášky pro studenty magisterského studia
Vzhledem k autorským právům nebylo možno v této veřejně šířené
verzi zachovat obrazovou dokumentaci, která byla součástí
přednášky. Chybějící obrázky lze najít v následujících knihách:
– Ganong: Přehled lékařské fyziologie
– Guyton, Hall: Textbook of Medical Physiology
– Silbernagl, Despopoulos: Atlas fyziologie člověka
Uvítám jakékoliv připomínky, nejasnosti se pokusím osvětlit a
dotazy zodpovědět, to vše na mailu: franek@lf3.cuni.cz

Senzorický systém
●
vstup do nervového systému – smyslové
receptory
– dotek, tlak, vibrace
– zvuk
– světlo
– bolest
– teplo
– chlad

Klasifikace receptorů I
1) Mechanoreceptory
(a) Kožní dotekové receptory
•
volná nervová zakončení
•
rozšířená zakončení – Merkelovy disky
•
rozptýlená zakončení – Ruffiniho tělíska
•
zapouzdřená zakončení – Meissnerova, Krauseho tělíska
(b) Tkáňové receptory
•
volná nervová zakončení
•
rozšířená zakončení
•
Ruffiniho tělíska
•
zapouzdřená zakončení – Vater-Paciniho tělíska
•
svalová vřeténka, Golgiho šlachová tělíska

Klasifikace receptorů II
(c) Sluchové receptory
•
receptory kochley
(d) Rovnovážné receptory
•
vestibulární aparát
(e) Receptory pro krevní tlak
•
baroreceptory v aortě
2) Termoreceptory
•
receptory pro teplo
•
receptory pro chlad
3) Nociceptory
•
volná nervová zakončení

Klasifikace receptorů III
4) Receptory pro elektromagnetické vlny
•
čípky
•
tyčinky
5) Chemoreceptory
•
chuť – receptory na chuťových pohárcích
•
čich – čichový epitel
•
kyslík v arteriích – aorta, karotická tělíska
•
osmolalita – nucleus supraopticus?
•
oxid uhličitý – mícha, aorta, karotická tělíska
•
glukóza, aminokyseliny, tuky - hypothalamus

Receptorové potenciály
●
●
každý typ receptoru je
vysoce senzitivní k
jednomu typu stimulu, k
ostatním minimálně
možnosti excitace
receptoru:
– mechanická deformace
– látka otvírající iontový kanál
– změna teploty mění
permeabilitu membrány
– účinky EMG záření

Adaptace
●
●
úplná nebo parciální
úplná zřejmě nikdy
není u bolesti a
chemorecptorů

Dotyk
●
●
●
●
●
receptory postrádají specificitu histologickou, ale
mají specificitu fyziologickou
rychlá adaptace: Meissnerova a Paciniho
pomalá adaptace: Ruffiniho a Merkelovy
rozdílná distribuce
vibrissae

Dráha pro dotekové čití
●
●
●
●
1. neuron: T buňka spinálního ganglia, vstupuje do
zadních provazců, Kahlerovo pravidlo
2. neuron: buňky ncl. gracilis a ncl. cuneatus
– tr. bulbothalamicus: křížení v decussatio lemniscorum,
lemniscus medialis do VPL
– tr. bulbocerebellaris
– tr. tr. bulbospinalis
3. neuron: buňky VPL: tr. thalamocorticalis (SI)
léze

Propriocepce
●
●
napětí svalů, postavení kloubů, uvědomění si
pocitu polohy těla v prostoru
proprioceptory: podobné Golgiho šlachovým
tělískům, Pacinito tělíska ve vazech a kloubech

Propriocepce - dráha
● Abeta (30-70 m/s, 5-12 um), částečně C
● zadní provazce – mozeček
● zadní provazce – lemniscus medialis – thalamus –
kůra
● částečně také anterolaterální vzestupné dráhy

Tepelné čití
●
●
●
●
●
●
místa pro chlad a pro teplo (10x méně)
chlad: Adelta a C
teplo: C
vedou jako bolest: tractus spinothalamicus
lateralis – thalamus – gyrus postcentralis
adaptace od 20-40°C, nad 45°C bolest
tepelná vodivost, vztah k dalším smyslům

Vibrace
●
●
●
●
●
receptory pro dotyk (Paciniho tělíska) + časový
faktor
nejvíce vnímáno nad kostmi
dráhy zadních provazců
úzce spjato s propriocepcí
snížení vibračního prahu častým příznakem
degenerace zadních provazců (diabetes,
perniciózní anémie)

Svědění a lechtání
●
●
●
●
slabá mechanická stimulace oblastí s volnými C
zakončeními
spjato s bolestí; rozdíly (rozložení receptorů,
frekvence stimulace, vlákna)
subjektivní vnímání
chemická stimulace – histamin ?, proteolytické
enzymy ?

Stereognosie
●
●
●
potřeba intaktní korové i podkorové složky
Gerstmanův syndrom
prostorový dotekový práh
– nestejnoměrné rozložení (bříška prsů x záda)
– překrývání senzorických jednotek

Motorika – schéma I
asociační kortex
svalová kontrakce

Korová asociační oblast
●
●
●
●
vnitřní popudy k jednání, návrh pohybové
strategie
ovlivněno korovými i podkorovými motivačními
oblastmi (hlad)
veškeré korové oblasti mimo primární funkční
oblasti pro motoriku, senzitivitu a senzorické
oblasti: největší část neokortexu (parietální,
frontální, temporální)
poškození: obtížně kvantifikovatelné změny v
psychice

Motorika – schéma II
asociační kortex
bazální ganglia
svalová kontrakce

Bazální ganglia
●
●
●
●
●
●
●
v hloubce hemisfér u postranních komor
striatum = ncl. caudatus + putamen
ncl. lentiformis = pallidum + putamen
amygdala, claustrum, ncl. subthalamicus (corpus
Luysi), substantia nigra
hlavní aferentace končí ve striatu (kortikostriatální
projekce, centromediání jádra thalamu)
spoje BG: dopaminergní nigro-striatová,
GABAergní striato-nigrální
hlavní výstup: z pallida do thalamu

Bazální ganglia - funkce
●
●
●
ne zcela jasné, aktivita před zahájením pohybu
plánování a programování pohybu a „na
procesech, kdy je abstraktní myšlení měněno na
volní pohyby“
hrají význam v některých kognitivních dějích

Poruchy BG
●
●
●
léze u zvířat mají malý efekt, onemocnění u lidí
má však účinek značný:
hypokineza (akinesie, bradykinesie)
hyperkineza (chorea, atetóza, balismus)

Parkinsonova choroba
●
●
●
●
●
●
zánik dopaminergních neuronů ve striatu a v
substantia nigra
idiopatické onemocnění
akinesie, bradykinesie, klidový tremor, rigidita
(příznak olověné trubky, příznak ozubeného kola)
chybění asociovaných mimovolních pohybů,
nezřetelná řeč, intelekt není postižen
L-DOPA (+carbidopa)
exp: transplantace dřeně nadledvin na povrch BG

Huntingtonova chorea
● George Huntington, 1872
● AD dědičná, 4 chromozóm, 30.-50. rok věku
● degenerace GABAergních a cholinergních
neuronů striata, které vysílají inhibiční projekce
● hyperkinesa, chorea, nesrozumitelná řeč, smrt do
10-15 let
● etický problém
● málokdy vznikne mutací (zvýšený počet
opakujících se tripletů)

Motorika – schéma III
asociační kortex
mozeček
bazální ganglia
svalová kontrakce

Mozeček
●
●
●
●
●
●
vermis, hemisféry, pedunkuly
m = 1/10, P = ¾
není nezbytný pro život
funkční dělení:
1) archicerebellum: vestibulární
aferentace
2) paleocerebellum: spoje z míchy
3) neocerebellum: spoje z kortexu
aferentace do mozečkové kůry
eferenty z mozečkových jader:
dentatus pro motoriku hlavní

Motorické funkce mozečku
● archicerebellum: stoj, rovnováha
● paleocerebellum: taktilní, zraková, sluchová a
propriocepční aferentace, udržení svalového tonu
● neocerebellum: v interakci s kůrou plánování a
programování pohybů
● poškození: v klidu hypotonie, ataxie (poruchy
pohybu v důsledku chyb v rychlosti, síle a směru):
nejistá chůze o široké bázi, přestřelování, intenční
tremor, adiadochokinesa, titubace, nezřetelná řeč
● léze A: mizí kinetózy
● učení pohybů ?

Motorika – schéma IV
asociační kortex
mozeček
bazální ganglia
thalamus
svalová kontrakce

Motorický thalamus
●
●
nucleus ventralis lateralis
spojuje mozeček + BG s
motorickou kůrou

Motorika – schéma V
asociační kortex
mozeček
bazální ganglia
thalamus
motorický kortex
svalová kontrakce

Motorická kůra
●
●
A: Primární motorická
oblast (4, MI)
gyrus praecentralis:
topografická organizace,
přechází do korového
okrsku insuly (centra pro
motilitu GIT)

Spoje MI
●
●
●
aferentace z VL, dále z SI a PM
eferentace: pyramidová dráha
léze: druhostranná obrna příslušných svalových
skupin (podle lokalizace a rosahu léze)

Další motorické oblasti I
● B) Sekundární motorická oblast (MII, 6)
● g. front. sup. na straně přivrácené do fissura
interhemispherica
● význam pro přípravu a iniciaci pohybů
● aferentace: VA, eferentace: mícha, RF, ncl. ruber
● C) Premotorická oblast
● v zadních částech frontálních gyrů
● příprava pohybu, změna programu motoriky,
spolupráce s [D]
● aferentace: [B]+asociační kortex
● eferentace: MI, RF, ncl. ruber

Další motorické oblasti II
●
●
●
●
●
D) Frontální okohybné pole
zadní část g. front. med.
kontrola konjugovaných očních pohybů
léze: deviace bulbů k poškozené straně, nelze
volně vrátit zpět
aferentace z VI a VII

(Motorická centra v kmeni)
●
●
●
RF, motorická část vestibulárních jader, nucleus
ruber
kontrola opěrné motoriky a její koordinace s
cílenými pohyby
regulace svalového tonu

Motorika – schéma VI
asociační kortex
mozeček
bazální ganglia
thalamus
motorický kortex
motorické dráhy
svalová kontrakce

Motorické dráhy
●
●
●
korové přímé
korové nepřímé
kmenové

Tractus cortico-spinalis
●
●
●
●
●
●
1 000 000 vláken na každé straně
V. vrstva g.praecentralis, homunculus
centrum semiovale, zadní část capsula interna,
crura cerebri mesencephali, pons, pyramides
medulae oblongatae
decussatio pyramidum (TCS lateralis a anterior)
končí v lamina VII-IX, v intumencencích pro
končetiny
funkce: veškerá volní motorika

Tractus cortico-nuclearis
●
●
●
vlákna pro motoneurony hlavových nervů
průběh jako pyramidová, opouští ji v crura cerebri,
pontu a oblongatě
končí u jader motorických hlavových nervů
(trigeminus)

Motorické korové dráhy nepřímé
●
●
●
tr. cortico-reticularis: vliv na aktivační systém RF
tr. cortico-rubralis: excitace flexorů a inhibice
extenzorů
tr. cortico-tectalis: ovlivňuje centrum koordinující
zrakové a sluchové vjemy a převádí je na motoriku
hlavy a mimiku

Motorické dráhy kmenové
●
●
●
●
●
tr. reticulo-spinalis
tr. rubro-spinalis: excitace flexorů
tr. tecto-spinalis
tr. vestibulo-spinalis: excitace extenzorů
tr. interstitio-spinalis

Motorika – schéma VII
asociační kortex
mozeček
bazální ganglia
thalamus
motorický kortex
motorické dráhy
svalová kontrakce
motoneuron