מערכות בגוף האדם גוף אחד – מערכות רבות קיום יום יומי של הגוף עיכול נשימה הפרשה הובלה מערכות הגנה המשכיות מערכת חיסון מערכת רביה תאום ויסות ובקרה בתוך ובין המערכות מערכת עצבים מערכה הורמונלית הגוף.
Download ReportTranscript מערכות בגוף האדם גוף אחד – מערכות רבות קיום יום יומי של הגוף עיכול נשימה הפרשה הובלה מערכות הגנה המשכיות מערכת חיסון מערכת רביה תאום ויסות ובקרה בתוך ובין המערכות מערכת עצבים מערכה הורמונלית הגוף.
Slide 1
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 2
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 3
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 4
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 5
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 6
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 7
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 8
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 9
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 10
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 11
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 12
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 13
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 14
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 15
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 16
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 17
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 18
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 19
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 20
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 21
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 22
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 23
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 24
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 25
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 26
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 27
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 28
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 29
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 30
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 31
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 32
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 33
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 34
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 35
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 36
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 37
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 38
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 39
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 40
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 41
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 42
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 43
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 44
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 45
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 46
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 47
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 48
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 49
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 50
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 51
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 52
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 2
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 3
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 4
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 5
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 6
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 7
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 8
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 9
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 10
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 11
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 12
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 13
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 14
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 15
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 16
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 17
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 18
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 19
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 20
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 21
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 22
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 23
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 24
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 25
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 26
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 27
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 28
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 29
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 30
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 31
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 32
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 33
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 34
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 35
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 36
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 37
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 38
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 39
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 40
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 41
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 42
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 43
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 44
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 45
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 46
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 47
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 48
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 49
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 50
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 51
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
Slide 52
מערכות בגוף האדם
גוף אחד – מערכות רבות
קיום יום יומי של הגוף
עיכול
נשימה
הפרשה
הובלה
מערכות הגנה
המשכיות
מערכת חיסון
מערכת רביה
תאום ויסות ובקרה
בתוך ובין המערכות
מערכת עצבים
מערכה הורמונלית
הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –
הומיאוסטזיס
קרה לך פעם...
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
ובכן – זוהי מערכת העצבים בפעולה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים היא למעשה רשת התקשורת של הגוף!
היא והמערכה ההורמונאלית מפקחות יחדיו על כל פעולות הגוף.
קליטת מידע
עיבוד המידע
תגובה
תפקידי מערכת העצבים
מערכת העצבים
קליטת מידע
באיברי חישה פנימיים
(לדוגמא רצפטורים בדפנות עורקים)
מהסביבה הפנימית
(לחץ דם ,ריכוז CO2בדם וכו)'
באיברי חוש חיצוניים ותאי חישה
(אוזניים ,עיניים ,העור וכו')
מהסביבה החיצונית
(אור ,ריח ,קול וכו')
מערכת העצבים -המוח ומוח השדרה – עיבוד המידע
תגובה דרך תאי עצב מוטוריים
תגובות פנימיות :שינוי בדופק ,כיווץ/הרחבת כלי דם,
הפרשת הורמונים ,הפרשת זיעה וכו'
תגובות חיצוניות(התנהגותיות) :תנועת הגוף כולו,
הנעת זרועות ,רגליים ,שרירי הפנים וכו'
כיצד המערכת בנויה?
מערכת העצבים בנויה משתי מערכות שונות בתכליתן ,אך משלימות זו
את זו ומהוות יחדיו את מערכת העצבים כולה:
• מערכת העצבים המרכזית
• מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים המרכזית
יחסי גומלין
תא העצב -הנוירון
העברת המידע במערכת
העצבים נעשית על ידי
תאים הנקראים תאי עצב
או בלועזית ,נוירונים.
המבנה שלהם מותאם
לקליטה ולהעברה של
מידע.
מבנה תא העצב
תא עצב מורכב משלושה חלקים עיקריים:
•שלוחות(דנדריטים) -קולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא .המידע
הוא גירוי הנקלט בתאי חישה כלשהם ,או מידע המגיע מתא עצב אחר.
•גוף התא – המידע הנקלט ע"י הדנדריטים עובר בו לקראת המשך דרכו לתא אחר .כמו
כן ,מתקיימות בו כל פעולות החיים כמו בכל תא.
•אקסון – השלוחה היחידה שמעבירה את המידע מגוף התא לתאי מטרה כלשהם :תא
עצב אחר ,תא שריר ,או תא בלוטה .לאקסונים של חלק מהנוירונים יש שכבת מיאלין
המצפה אותו.
http://health.howstuffworks.com/brain1.htm
שכבת המיאלין
כפי שנאמר ,לא לכל הנוירונים
יש אקסון המצופה במיאלין.
מיאלין היא שכבת הגנה ובידוד
שומנית העוטפת את האקסונים
של חלק מהנוירונים.
חשוב – נוירון בעל מעטפת
מיאלין מעביר אותות עצביים
במהירות גבוהה יותר מאשר
נוירון בלי מעטפת מיאלין!
יש למהירות גבוהה חשיבות רבה
לדוגמא בחיות נטרפות – כאשר
החיה צריכה להיות מודעת למצב
של סכנה ולהתחמק ממנה
בזריזות.
http://www.brainviews.com/abFiles/AniSalt.htm
מהירות הולכת הדחף החשמלי
ככל שהאקסון עבה יותר ,מהירות הולכת הדחף החשמלי בו עולה .המהירויות הממוצעות
באקסונים הן בין 2ל 23-מטרים בשניה .אולם יש גם אקסונים יוצאי דופן בהם מהירות
ההולכה עשויה להגיע לכ 120-מטרים בשניה!
קצת חישובים...
נתון שאורכו של אקסון המפעיל את אחד משרירי רגלו של
האדם הוא 1מטר .מהירות הולכת הדחף החשמלי בו היא
120מטר/שניה .בתוך כמה זמן יעבור השדר החשמלי מגוף
התא לאזור הקדם-סינפטי ,כלומר קצה האקסון?
דרך = מהירות Xזמן
מהירות/דרך= זמן
הדחף החשמלי יגיע לקצה האקסון בתוך 0.008שניות!
סוגי תאי העצב
ישנם שלושה סוגים של תאי
עצב:
נוירונים תחושתיים –
תאים הקולטים מידע
מתאי חישה.
נוירונים מקשרים – תאים
המקשרים בין הנוירונים
התחושתיים לנוירונים
המוטוריים .תאים אלו
מעבדים את המידע המגיע
אליהם מנוירונים אחרים
ועשויים לפעול או להגיב
בצורה מתאימה.
נוירונים מוטוריים
(תנועתיים) – תאים
המעבירים הוראות פעולה
לשרירים ולבלוטות.
אבולוציה של מסלול הולכת הגירויים אל תאי השריר
בעבר ,מסלול קליטת הגירויים מהסביבה
והולכתם אל תאי השריר היה יחסית קצר
ופשוט .במסלול היו אך ורק 2נוירונים:
נוירון תחושתי ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפיין חסרי-חוליות.
אולם ,במהלך האבולוציה המסלול התפתח
לכדי מסלול שבו נקלט הגירוי בתא חישה
ומועבר דרך 3סוגי נוירונים :נוירון תחושתי,
נוירון מקשר ונוירון מוטורי .מסלול זה
מאפשר עיבוד של הגירוי והגברה שלו לפני
שהוא מועבר סופית לתאי השריר .מסלול
זה מאפיין בעלי-חוליות.
אמצעי התקשורת של תאי העצב
על מנת לשמור על הומיאוסטזיס ,הגוף
תלוי במעבר מידע רצוף ומהיר מהסביבה
הפנימית והחיצונית אל מרכז מערכת
העצבים.
מעבר מידע זה נעשה בשתי דרכים:
חשמלית (דחף עצבי) – בתוך התא
כימית (סינפסה) – בין התאים
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
ממברנת האקסון ,כמו כל התאים בגופנו ,טעונה חשמלית – הצד החיובי טעון שלילית והחיצוני חיובית.
בציטופלזמה יש יוני K+ואניונים אנאורגניים ,ובנוזל החוץ תאי יש יוני Cl-ו.Na+-
מצב זה מכונה פוטנציאל מנוחה!
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animation
s.html#
אופן העברת המידע החשמלי באקסון
גירוי חשמלי
קצב
העברת
ידי אולם,
החוצה.
דפולאריזציה") על
שטף יוני אשלגן
המכונה "
מקביל –
תהליך
תהליך
הממברנה (
קיטוב מתרחש
אתפנימה
הנתרן
להפחית
לשטף יוני
אולם ניתן
במקביל
דרךנשמר
לעבורולכן
אשלגן)
ליוני 2יוני
על כל
ועל3ידייוניכךנתרן
האשלגן(
פוטנציאל יוני
מקצב יציאת
גבוה יותר
יוני הנתרן
כניסת
תעלות לצד
הנתרן
לגרום
פעולה")
שנקרא "
האקסון(מה
בפנים
מסויימת,
בנקודה
סיום מעבר
ומטען שלילי
בתוכו
הממברנה.מטען
הדפולריזציה –
החיצוני
חיובי ובצד
הדחףמטען
הפנימי יהיה
עם בצד
בחוץ.כעת
הקוטביות –
להיפוך
חיוביגורם
מצב זה
מצבהפנימי
משאבות בקרום האקסון מוציאות עודפי יוני נתרן ומכניסות עודפי יוני אשלגן ,מה שמחזיר את
יהיה מטען שלילי!
מצב הקוטביות לקדמותו(פלוס בחוץ ומינוס בתוכו) – מה שמכונה פוטנציאל מנוחה – וכך הגירוי
חידה :מדוע המידע החשמלי מתקדם באקסון רק
החשמלי ממשיך לעבור בגלים לכל אורך האקסון עד שהוא יגיע לאזור קדם-סינפטי.
בכיוון אחד?
תשובה :לאחר שעבר הגירוי החשמלי בחלק מסויים של האקסון,
חולפות כמה אלפיות-השנייה בטרם הוא יוכל להגיב לגירויים חדשים,
הוא זקוק למנוחה מסוימת.
http://highered.mcgraw#hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html
אופן העברת המידע בסינפסה
כיצד העברת המסר הכימי מתרחש
בסינפסה?
כאשר דחף עצבי כלשהו מגיע לאזור הקדם
•
סינפטי הוא גורם ליוני Ca+2לעבור בדיפוזיה לתוך תא
העצב ,יוני הסידן גורמים לשלפוחיות הסינפטיות המלאות
בנוירוטרנסמיטורים (מעבירים עצביים) להתאחות עם
הממברנה ולשפוך את הנוירוטרנסמיטורים למרווח
הסינפטי.
הנוירוטרנסמיטור עובר בדיפוזיה את
•
המרווח הסינפטי ומגיע לקרום תא המטרה(שלוחה של התא
הקולט).
הנוירוטרנסמיטור נקשר לקולטנים המותאמים לו
•
ספציפית בקרום התא הקולט .הקולטנים נמצאים על
תעלות למעבר יונים ,אשר נפתחות עם קליטת
הנוירוטרנסמיטור וכך מתאפשרת העברת יוני נתרן לתוך
ממברנת התא הקולט.
בתא הקולט מתרחשת אחת מ 3-תגובות:
•
)1אם התא הקולט הוא נוירון אז יווצר דחף עצבי שיימשך עד
לתא הקולט הבא.
אם התא הקולט הוא תא שריר ,השריר התכווץ ובכך
)2
תסתיים התגובה.
אם התא הקולט הוא תא בלוטה ,הוא יפריש את תוצר
)3
הבלוטה(לדוגמא הורמון כלשהו) ובכך תסתיים התגובה.
הנוירוטרנסמיטורים מפונים מהקולטנים על ידי אנזימים
•
שמפרקים אותם/חלבונים באזור הקדם סינפטי שקולטים
אותם בחזרה ,וזאת על מנת שמידע חדש יוכל לעבור.
http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html#
הניסוי של אוטו לוי – גילוי הנוירוטרנסמיטור הראשון
•
•
•
•
•
בשנת 1921ביצע מדען אוסטרי בשם אוטו לוי ניסוי שיזכה אותו בהמשך ( )1936בפרס נובל לרפואה.
לוי הניח 2לבבות של קרפדה בתמיסות פיזיולוגיות נפרדות .את אחד מהם הוא חיבר לעצב הואגוס(עצב של
המערכת הפאראסימפטית) ,וכאשר העצב העביר גירוי ללב הראשון -הוא גרם לו להאט פעולתו כמצופה.
לאחר מכן נלקחה דגימת נוזל מהלב הראשון ,והיא טופטפה לתמיסה הפיזיולוגית שהכילה את הלב השני .היה ניתן
לראות שגם הלב השני האט את פעולתו ,וזאת למרות שהוא לא היה מחובר ישירות לעצב הואגוס.
לוי הסיק שיש חומר כלשהו שמופרש מעצב הואגוס שגורם ללב הראשון להאט את פעימותיו .כאשר
מטפטפים דגימה מהנוזל הפיזיולוגי של הלב הזה עובר החומר הזה גם ללב השני – וגורם גם לו להאט את פעולתו.
בהמשך נודע לנו שהחומר הזה הוא נוירוטרנסמיטור המכונה אצטילכולין.
http://staff.washington.edu/chudler/chnt1.html
קישורים על הסינפסה
http://www.glilyam.org.il/valy/bar_nerve_animation.htm
http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/
homeo/synapse.htm
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisam
ples/neurobiology/synaptictransmission.html
מבנה מערכת העצבים
מערכת העצבים
מערכת עצבים
מרכזית
מוח הגולגולת
גזע המוח
מוח קטן
מוח ביניים
מערכת עצבים
היקפית
מוח השדרה
מוח גדול
תת מערכת
אוטונומית
חטיבה
סימפטית
שינויים המצבים של מאמץ
גופני או לחץ רגשי
תת מערכת
סומאטית
חטיבה
פרסימפטית
פעולה סדירה של איברים
פנימיים במצבי שיגרה
מערכת העצבים המרכזית
מערכת העצבים המרכזית מבקרת את פעילותם של
כל תאי העצב בגוף.
היא כוללת את:
מח הגולגולת
מח השדרה(חוט השדרה)
מוח הגולגולת
מוח הגולגולת מורכב מ100-
מיליארד (!) נוירונים ,והוא
מחולק לכמה חלקים:
)1המוח הגדול שכולל את כל
האונות.
)2מח הביניים
)3המוח הקטן
)4גזע המוח
שימו לב למשהו מעניין!
מצא את ההבדלים!
וזה אגוזי מלך!
זה המוח!
המוח הגדול
המוח הגדול אחראי לתנועתו של כל הגוף .מגיעים אליו פריטי מידע רבים
י
מאיברי החושים ומתאי החישה שהוא הופך לתחושות ,לדוגמא דחף
חשמלי מהעין הופך לתמונה! הוא אחראי לפעולות מודעות!
המוח הגדול גם מקיים את הפעולות השכליות -חשיבה ,זיכרון ,למידה,
יצירה...
http://health.howstuffworks.com/brain9.htm
2המיספרות המוח
המוח הגדול מחולק ל 2-המיספרות(חצאי כדור):
• המיספרה שמאלית
• המיספרה ימנית
כל המיספרה שולטת על הצד הנגדי של הגוף!
לכל פעולה שאנו מבצעים יש אזור ייעודי במוח הגדול
שאחראי עליה.
מוח הביניים
מוח הביניים קולט גם הוא
גירויים מאיברי החושים
ומתאי חישה בגוף .את חלקם
הוא מעביר אל המוח הגדול
לשם עיבוד ,וחלקם הוא
מעבד בעצמו – לדוגמא פחד
ורעב – זה מידע אודות
הסביבה הפנימית שעיבודו
נעשה בהיפותלמוס.
הוא גם מפקח על מרכזי
בקרה על תפקודים חיוניים
בגוף – לדוגמא פעולת הלב.
המוח הקטן
המוח הקטן קולט
גירויים ומעבד מידע
לגבי מיקום הגוף
ביחס למרחב .הוא
אחראי ליציבות
הגוף ביחס
לתנוחותיו השונות.
גזע המוח
גזע המוח כולל מרכזי
בקרה רבים,כגון מרכז
בקרת הנשימה .הם
כפופים למוח
הביניים(להיפותלמוס)
ומפקחים על התפקידים
החיוניים בגוף(ללא
מודעותנו) – לכן פגיעה
בו משמעותה מוות!
מוח השדרה
מוח השדרה(חוט השדרה) הוא המשך
ישיר של מוח הגולגולת .הוא עובר לאורך
עמוד השדרה ,והוא מוגן על ידי החוליות
ועל ידי נוזל המקיף אותו.
מוח השדרה מקשר בין מערכת העצבים
ההיקפית לבין מוח הגולגולת .מידע המגיע
מתאי עצב בכל הגוף מגיע תחילה אליו
ועובר ממנו למוח הגולגולת דרך מסילות
עולות .לאחר עיבוד המידע מוח הגולגולת
מעביר הוראות למוח השדרה במסילות
יורדות.
מבנה מוח השדרה
אם לחלק את מוח השדרה על פי צבעים ,אז ניתן להבחין בין 2חומרים שונים:
חומר לבן – האזור החיצוני שמכיל ריכוז גבוה של אקסונים המצופים במיאלין (מכך נובע הצבע
הלבן) המשמשים להעברת מידע עצבי במעלה ובמורד מוח השדרה.
חומר אפור – באזור הפנימי ישנם בעיקר גופי תאים של נוירונים ,שלוחות וסינפסות של
אקסונים .המיאלין לא כל כך נפוץ באזור זה ,ולכן הוא כהה יותר.
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/cns/spinalcord/crosssection/introdu
ction.html
מסילות עצביות במוח השדרה
מערכת העצבים ההיקפית
מערכת העצבים ההיקפית היא בעצם ריכוזים
של תאי עצב בכל הגוף המקיימים יחסי
גומלין עם מערכת העצבים המרכזית .היא
קולטת מידע מהסביבה החיצונית והפנימית
ומעבירה את המידע למערכת העצבים
המרכזית ,אשר שולחת דרכה בחזרה אותות
עצביים.
המערכת מתחלקת ל:2-
• תת מערכת סומטית
• תת מערכת אוטונומית
תת-המערכת הסומטית אחראית לפעולתם של כל השרירים המחוברים
לעצמות השלד שלנו ומאפשרים לנו להניע את הגוף כולו .אלו שרירים
"רצוניים" – כלומר שרירים שאנו מודעים לפעולתם ויכולים לשלוט בה ,מה
שנובע מהעובדה שהמערכת כפופה למוח הגדול.
דוגמא לשרירים רצוניים הנשלטים על ידי תת-מערכת זו:
שרירי הפנים ,שרירי הידיים ,שרירי הרגליים ,שרירי האגן וכו'.
http://www.newspronet.com/Arm-Muscles-fnl-1-anim_1.gif
דוגמא טובה נוספת לפעולה של תת-המערכת הסומטית ,היא....
תת המערכת האוטונומית מפקחת כמעט על כל
הפעולות הקשורות לקיום ההומיאוסטזיס בגופנו .היא
מעצבבת את כל האיברים הפנימיים שלנו :לב ,כלי
דם ,מערכת הנשימה ,מערכת ההפרשה ,מערכת
העיכול ומערכת הנשימה.
מערכת זו נקראת "אוטונומית" – שכן היא לא כפופה
לבקרה של המרכזים במוח הגדול ,כלומר אנו לא
מודעים לפעילותה!
תת-המערכת האוטונומית מורכבת מ 2-חטיבות:
החטיבה הפאראסימפטית והחטיבה הסימפטית
החטיבה הפאראסימפטית מבקרת
ומווסתת את פעולתם הסדירה של האיברים
הפנימיים במצבי שגרה – אלו מצבים
בהם הגוף לא נתון במצב פיזי
או רגשי מיוחד ,אלא הוא נתון במצבי יומיום.
כך לדוגמא ,חטיבה זו גורמת לכך
שכאשר אוכל יגיע לקיבה יופרשו אנזימי
עיכול ותוגבר התנועה
הפריסטלטית של השרירים בדפנות הקיבה והמעיים.
החטיבה הסימפטית מבקרת ומווסתת את פעולתם של
האיברים הפנימיים במצבים מיוחדים
– מאמץ גופני או רגשי מיוחד – ” .“Fight Or Flightכך
לדוגמא ,תאי העצב של
חטיבה זו יגרמו לכך שכאשר נתחיל
לרוץ יוגבר קצב הלב שלנו ,יואט קצב פעולת
מערכת העיכול ויורחבו ויוצרו כלי דם בהתאם
לרלוונטיות שלהם לפעולה.
דפוסי התנהגות של מערכות הגוף
משתנים תוך כדי שמירה על הומיאוסטזיס!
דוגמאות לפעולת 2החטיבות יחדיו
לרוב האיברים הפנימיים עיצבוב כפול – סימפטי ופאראסימפטי.
נוירוטרנסמיטורים בתת-המערכת האוטונומית
כפי שכבר נאמר ,רוב האיברים הפנימיים מעוצבבים על ידי החטיבה
הפאראסימפטית וסימפטית יחדיו.
בחטיבה הפאראסימפטית מופרש נוירוטרנסמיטור בשם אצטילכולין,
ואילו בחטיבה הסימפטית מופרשים נוירוטרנסמיטורים הנקראים
אדרנלין ונוראדרנלין .אלו למעשה גם הורמונים המופרשים גם
מבלוטת יותרת הכליה ,מה שממחיש את הקשר המופלא בין 2
המערכות.
עצבוב סימפטי של הכליות
http://camel2.conncoll.edu/academics/zoology
/courses/zoo202/Excretory/micturition.html
הידעת?
כפי שלמדנו ,התגובות המופעלות על ידי
החטיבה הסימפטית מאפשרות לגוף
להתמודד עם מצבים מסוכנים .לדוגמא אם
מישהו מרביץ לנו ,הגוף נכנס למצב
שמאפשר לו להגיב במהירות ובעוצמה:
אבל...
אולם אצל בני האדם המצב קצת שונה מחיות .אמנם
במקרה של איום הגוף יכין את עצמו לפעולה ,אך
במהלך האבולוציה התפתחו מרכזים במוח הגדול
המאפשרים לנו לעשות דברים נוספים מלבד להילחם
או לברוח.
לדוגמא :אם גנב פורץ לנו לבית – חוץ מלברוח או
להרביץ לו אפשר גם להתקשר למשטרה...דורש
מודעות מהמוח הגדול!
תגובת רפלקס
זוכרים את הסיפור על הזזת היד שנוגעים בסיר
לוהט? ובכן ,תגובה זאת נקראת תגובת רפלקס.
רפלקס הוא פעולה מקומית ואוטונומית לחלוטין שמתבצעת על ידי
מעט מאוד תאי עצב .היא מוצאת לפועל על ידי מוח השדרה ,ואינה
דורשת את המודעות שלנו(המוח הגדול) כדי לצאת לפועל.
תגובת רפלקס מתרחשת כאשר אנו מגורים על ידי:
• כאב חד(סיכה ,סכין ,נעץ)...
• קור עז(קרח)
• חום עז(סיר לוהט)
• ועוד...
תגובת הרפלקס נועדה להגן עלינו בפני סכנות רבות האורבות לנו בטבע...או בעצם בחיי היום יום.
היא מתרחשת במהירות ואינה דורשת את המודעות שלנו ,כדי שנוכל להתחמק במהירות מהסכנה.
קשת רפלקס – רפלקס פיקת הברך
למסלול של מעבר הגירוי
קוראים קשת רפלקס.
לפניכם דוגמא של קשת
רפלקס של רפלקס ידוע
המכונה "רפלקס פיקת הברך".
•מכים קלות בפטיש מתחת
לפיקת הברך.
•נוירון תחושתי בשריר הארבע
ראשי קולט את הגירוי ומעביר
אותו למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ההאמסטרינג
להרים את כף הרגל.
•רק בסוף מגיע המידע על
תזוזת כף הרגל למוח הגדול-
לתודעה שלנו.
קשת רפלקס – תגובה לחום
לפניכם דוגמא של קשת רפלקס
של רפלקס מחום.
•נוגעים במקור חום.
•נוירון תחושתי באצבע מעביר
את הגירוי למוח השדרה.
•הגירוי עובר דרך נוירון מקשר
במוח השדרה.
•הגירוי מגיע לנוירון מוטורי
שמעביר בשם מוח השדרה
הוראה לשריר ביד להזיז
במהירות את היד כלפי מעלה.
•רק בסוף מגיע המידע על תזוזת
כף הרגל למוח הגדול -לתודעה
שלנו.
קישורים על תגובות רפלקס
http://www.northarundel.com/aniplayer/
Reflex Response
Brain and Nerves
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisa
mples/nonmajorsbiology/reflexarcs.html
http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussyst
em/tissues/neurons/functions/functions.html
http://www.brainviews.com/abFiles/AniPatellar
.htm
טרשת נפוצה
טרשת נפוצה היא מחלה דלקתית הפוגעת במערכת העצבים של הגוף .היא מתרחשת
כאשר מערכת החיסון של הגוף עצמו פוגעת נרחבות בשכבת המיאלין המצפה אקסונים
– תהליך המכונה דמיאליניזאציה .בדיוק כמו שחוטי חשמל בלי שכבת הבידוד יצרו
קצרים ,כך גם האקסונים בלי שכבת המיאלין יתקשו לתפקד :אובדן זיכרון ,קשיי דיבור,
התכווצות שרירים ,אובדן רגישות לקור וחום ,איבוד שליטה על הסוגרים ועוד.
אצטילכולין אסטראז
כמו שניתן לראות בתמונה,
הנוירוטרנסמיטור אצטילכולין שמשוחרר
מהשלפוחיות הקדם סינפטיות מגיע
לקולטנים באזור האחר-סינפטי ,שם הוא
מפורק על ידי האנזים אצטילכולין
אסטראז לחומרים כולין וחומצה אצטית,
שמסונטזים שוב באזור הקדם סינפטי
לאצטילכולין.
גז עצבים
גז עצבים הוא מעכב תחרותי של האנזים אצטילכולין אסטראז .הוא נקשר אליו ומונע ממנו
לפעול .פעולה זו גורמת לכך שתא המטרה לא מפסיק לקבל שדרים חשמליים ,מה שגורם
להתעייפותו ומונע את התחדשות מלאי האצטילכולין בתא המוסר – מה שיהפוך גם אותו(התא
המוסר) ללא פעיל.
בשיטה זו נגרמת פגיעה נרחבת במערכת העצבים ,וכך נפגעים תפקודי מערכות רבות בגוף,
כמו מערכת העיכול ,מערכת הנשימה ,הלב – מה שעלול להוביל במהרה למוות.
מכירים את מזרקי האטרופין שיש לכם בערכות אב"כ? נכון תמיד אומרים
לכם שאם נפל עליכם טיל כימי אז צריך לתקוע את המזרק בירך?
חשבתם פעם למה?
פשוט מאוד:
האטרופין מונע מהאצטילכולין להתקשר לקולטנים
שבתא המטרה .כך נמנע העברת השדר החוזר על
עצמו שוב ושוב בהיעדר האצטילכולין אסטראז.
אז בפעם הבאה שאתם תוקעים מזרק
אטרופין...תחשבו שניה מה אתם עושים!
http://staff.washington.edu/chudler/weap.html
סמים
גם סמים עלולים לשבש את התהליך המתרחש בסינפסה .כך לדוגמא ,ישנו נוירוטרנסמיטור
הנקרא סרוטונין .רמות גבוהות של סרוטונין במערכת העצבים המרכזית גורמות לאופוריה
ולתחושת מרץ ,בעוד שרמות נמוכות שלו גורמות לדיכאון ועייפות .כאשר נקלט הסרוטונין
בקולטנים בתא המטרה ,מפרקים אותו אנזימים מיוחדים במטרה לפנות את הקולטנים.
סם האקסטזי גורם לעיכוב פירוק הסרוטונין .הוא מכיל חומר שנקשר לאנזים המפרק –
ומנטרל אותו (עד לסינתוז מחודש של האנזים) ,מה שגורם לכך שהסרוטונין נשאר זמן רב
בקולטנים באזור האחר-סינפטי ,ולפיכך מתקבלות רמות גבוהות של סרוטונין במערכת
העצבים המרכזית – מה שגורם לתחושת "היי" .אולם ,לא רק שהאקסטזי מעכב את הפירוק
של הסרוטונין ,אלא הוא גם חודר אל הסינפסות עצמן וגורם להן לייצר סרוטונין באופן מוגבר.
האפקט הכפול הזה גורם למי שנוטל את הסם לחוש מרץ רב ואופוריה – בשל רמות סרוטונין
גבוהות מאוד.
תגיד...
אז
פעם...
קרה לך
שנגעת בטעות בסיר לוהט ונרתעת והרחקת את ידך
מהסיר?
חשבת פעם...למה? כיצד פעולה זו מתרחשת?
סוף המצגת!
מקווים שנהניתם!
עכשיו אתה כבר יודע את התשובה!
דור ,זיו ,מיקה וירדן