Sinh lý Cấu tạo và chức năng của neuron

Sau khi kết thúc bài giảng, sinh viên cần nắm được: 1. Cấu trúc tổng quan hệ thần kinh 2. Giải phẫu cơ bản,chức năng, điều hòa hệ thần kinh tự chủ 3. Sinh lý Neuron 4. Sinh lý hệ thần kinh cảm giác 5. Sinh lý hệ thần kinh vận động

Bài 3: Sinh lý neuron

4.1 Chức năng vận động của tủy sống 13

4.2 Chức năng vận động của thân não 17

4.3 Chức năng vận động của tiểu não 18

4.4 Chức năng vận động của vỏ não\ 19

BÀI 3: SINH LÝ NEURON

Neuron trung gian/ liên hợp

(relay/ intermediate neuron)

Neuron vận động

(motor neuron)

- Phát hiện những thay đổi bên trong cơ thể và ngoài MT - Truyền thông tin lên TKTW

Acetylcholine, catecholamine, serotonin,

glycine, GABA, … Endorphin, vasopressin (ADH), chất P, … Gây đáp ứng cấp Gây tác dụng chậm, kéo dài, mạnh hơn hàngnghìn lần

Mỗi loại neuron chỉ tổng hợp & giải phóng 1

loại chất DTTK

Mỗi loại neuron tổng hợp 1 hoặc nhiều

neuropeptide

Tác dụng chủ yếu lên kênh ion

Tác dụng chủ yếu lên đóng kênh Ca, thay đổi bộ máy chuyển hóa TB, hoạt hóa/ bất hoạt Khuếch tán khỏi khe synapse

Được tái hấp thu ở cúc tận cùng Bị enzyme phân giải tại khe synapse

Khuếch tán ra môi trường xung quanh Bị phá hủy bởi enzyme đặc hiệu

1.5 Hưng phấn ở neuron - Đặc điểm:

 Có tính hưng phấn cao hoặc tư hưng phấn: do ngưỡng hưng phấn thấp  Cơ sở:

+ sự phân cực của màng trong trạng thái nghỉ  điện thế nghỉ + sự khử cực màng trong trạng thái hưng phấn  điện thế hoạt động

 Điện thế màng được tạo do sự chênh lệch nồng độ ion giữa trong và ngoài màng

 Theo quy luật tất cả hoặc không

 Dẫn truyền xung động TK = dẫn truyền điện thế hoạt động: + khi tổng đại số các kích thích ≥ ngưỡng điện thế

 Điện thế hoạt động lan truyền toàn bộ màng sợi trục

 Dẫn truyền theo cả 2 chiều, chỉ dẫn truyền trên 1 sợi trục, không lan sang những

sợi bên cạnh

 Tốc độ dẫn truyền ở sợi trục có bao myelin > sợi trục không có bao myelin + xung động nhảy cóc qua eo Ranvier

 Cường độ kích thích càng lớn => tần số xung động xuất hiện càng cao  Tốc độ dẫn truyền tỷ lệ thuận với đường kính sợi trục

1.6 Phân loại sợi thần kinhLoại sợiĐường kính

Tốc độ

Aa 9 – 20 70 – 120 Sợi cảm giác ở suốt cơ, thị giác Sợi vận động cơ vân

“nhanh” (da)

C 0,5 – 2 0,5 – 2 Sợi sau hạch giao cảm (không có myelin)Dẫn truyền cảm giác đau “chậm”

2 Synapse

2.1 Định nghĩa

- Khớp thần kinh / synapse: là chỗ tiếp nối giữa sợi trục của 1 neuron với 1 tế bào thần kinh khác hoặc với 1 tế bào đáp ứng khác (cơ, tuyến)

2.2 Phân loại

 Synapse điện:

+ dòng điện (dòng ion) lan truyền trực tiếp, nhanh + từ TB này sang TB khác qua khe nối giữa 2 TB  Synapse hóa học:

+ cấu tạo: màng trước synapse (presynaptic membrane), khe synapse (synaptic cleft), màng sau synapse (postsynaptic membrane)

+ tín hiệu dẫn truyền thông qua các chất dẫn truyền TK (neurotransmitter)

2.3 Cơ chế

(1) Xung động TK khử cực màng trước synapse  mở các kênh Ca2+ (voltage-gated Ca2+ channel)

(2) Ca2+ vào bào tương cúc tận cùng, gắn với receptor màng trong cúc tận cùng

(3) Tăng ái lực  kéo các túi (vesicle) chứa chất dẫn truyền thần kinh về màng trước

synapse

(4) Các túi chứa chất dẫn truyền thần kinh hòa màng với màng trước synapse (thông qua SNARE protein)

 giải phóng các chất dẫn truyền TK vào khe synapse

(5) Mỗi điện thế hoạt động chỉ làm cho 1 vài bọc nhỏ giải phóng chất truyền đạt TK (6) Chất truyền đạt TK khuếch tán qua khe synapse và gắn vào receptor đặc hiệu ở

màng sau

o Receptor là protein kênh ion:

+ kích thích sau synapse: hoạt hóa kênh Na+/ Ca2+; ức chế kênh K+/ Cl -+ ức chế sau synapse: hoạt hóa kênh K+/ Cl-; ức chế kênh Na+/ Ca2+ o Receptor là các protein enzyme:

+ phân hủy các chất dẫn truyền thần kinh  bất hoạt

2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự dẫn truyền qua synapse

neuron Quên, lẫn, hôn mê

2.5 Đặc điểm

-Dẫn truyền xung động theo 1 chiều

- Cường độ kích thích càng mạnh => tần số xung động (điện thế HĐ) càng cao

- Các hiện tượng:

+ chậm synapse: cần nhiều thời gian cho nhiều quá trình

+ mỏi synapse: tần số xung lúc đầu rất lớn  giảm dần kích thích liên tục do: o Cạn kiệt chất dẫn truyền TK

o Bất hoạt dần các receptor o Rối loạn sự phân bố các ion

 Bảo vệ cơ thể khỏi kích thích kéo dài  có thể gây nên các cơn động kinh

- Thụ thể / receptor: là bộ phận nhận cảm cảm giác, có thể là 1 phân tử, 1 tế bào, 1 đám tế bào, 1 tập hợp tế bào tạo thành 1 cơ quan

neuron Quên, lẫn, hôn mê

phấn Tăng ngưỡng kích thích Thuốc mê, thuốc tê

Phân loại receptor

Theo giải phẫu Theo vị trí

Theo nguồn kích

thích Theo tốc độ thích nghi

(1) Tác nhân kích thích đặc hiệu với receptor

 Ngưỡng xuất hiện điện thế hoạt động với kích thích đó là thấp nhất  Receptor đặc hiệu với 1 loại kích thích

 Không tiếp nhận loại kích thích khác và ngược lại

 Mang tính hệ thống: mỗi cảm giác đi theo con đường riêng & tận cùng ở

 Gia tăng cường độ kích thích => gia tăng mức độ cảm giác (1 cách tương đối)

(3) Tạo điện thế receptor

 Biến dạng, kéo căng cấu trúc màng chứa receptor  Làm các kênh ion mở ra

 Mở kênh ion do chất gắn hóa học  Thay đổi nhiệt độ của màng

 Do tác dụng bức xạ điện từ lên receptor

(4) Biên độ điện thế receptor

 Thường nhỏ

 Tỷ lệ với cường độ kích thích, khoảng cách lan truyền ngắn

 Khi tổng các kích thích ≥ ngưỡng kích thích  xuất hiện điện thế hoạt động lan xuống sợi trục nối với receptor

 Cùng 1 loại cảm giác nhưng mỗi đuôi gai có ngưỡng xuất hiện điện thế HĐ khác nhau

 Có thể tiếp nhận nhiều mức độ kích thích cảm giác

(5) Khả năng thích nghi từng phần hoặc toàn phần

 Khi kích thích liên tục, receptor phát xung với tần số rất cao  chậm dần  không đáp ứng nữa với nhiều mức độ:

o Nhanh: tiểu thể Pacini  cơ học o Chậm: receptor ở khớp và suốt cơ

o Rất chậm: receptor với áp suất (ĐM cảnh và ĐM chủ) o Không thích nghi: receptor đau, receptor hóa học ở các tạng  Cơ chế thích nghi:

o Thay đổi cấu trúc receptor

o Bất hoạt các kênh ion của receptor

3.2 Cảm giác3.2.1 Định nghĩa

- Cảm giác: là một quá trình tâm lý phản ánh những thuộc tính riêng lẻ của các sự vật hiện tượng khi chúng trực tiếp tác động vào giác quan của loài người

Phân loại receptor

Theo giải phẫu Theo vị trí

Theo nguồn kích

thích Theo tốc độ thích nghi

3.2.2 Phân loại cảm giác

Bó tủy - tiểu não

(1) Bó tủy – đồi thị

Bó tủy – đồi thị sau-Dẫn truyền cảm giác sâu: xúc giác tinh tế- Phân biệt 2 điểm

- Nhận biết hình dạng 3D, trọng lượng đồ vật, cảm giác sâu có ý thức về vị trí, áp suất, cảm giác rung, hướng động

(1) Neuron 1 từ cột sau tủy sống đi vào cột sau tủy tận cùng tại nhân thon và nhân chêm ở hành não

+ trên đường đi nhận thêm các sợi cảm giác từ dây V và các sợi xúc giác của vùng đầu – mặt

(2) Neuron 2 bắt chéo sang bên kia rồi tận cùng ở đồi thị => Tạo dải Reil (medial lemniscus) ở giữa thân não

(3) Neuron 3 từ thân não lên trên  đổi tên thành bó cung sau tận cùng ở nhân bụng sau của đồi thị

=> Phức hợp bụng nền

(4) Đa số sợi trục neuron 3 từ đồi thị đi lên:

+ vùng cảm giác thân thể S-I theo đường bao trong + một số ít tới vùng cảm giác S-II

(5) Có tính định hướng cao; đưa thông tin cảm giác từ 1 nửa cơ thể về đồi thị & vỏ não bên đối diện

Bó tủy – đồi thị bên-Dẫn truyền cảm giác nông: đau và nhiệt

(1) Neuron 1 đi từ receptor vào sừng sau tủy

(2) Neuron 2 bắt chéo trong tủy, đến bó gai thị bên, theo cột trắng bên đi lên và tận cùng ở đồi thị

(3) Neuron 3 đi từ đồi thị lên vỏ não Neuron

thứ 3

Bó tủy – đồi thị trước

-Dẫn truyền cảm giác nông: cảm giác thô sơ, áp suất, rung, ngứa, nhọt- Theo các sợi có myelin, đường kính nhỏ, xung động chậm

- Không định hướng rõ  cảm giác không chính xác bằng bó tủy – đồi thị sau (1) Neuron 1 từ receptor đến sừng sau tủy

(2) Neuron 2 bắt chéo trong tủy, đến bó gai thị trước, theo cột trắng trước đi lên và tận cùng ở đồi thị

(3) Neuron 3 đi từ đồi thị lên vỏ não

(2) Bó tủy – tiểu não

Bó tủy – tiểu não trước và sau-Thông tin cho tiểu não phối hợp động tác

-Làm mềm mại, tinh tế các động tác thuần thục + duy trì tư thế và sự cân bằng

(1) Neuron 1 từ receptor đến sừng sau tủy

(2) Neuron 2 từ bó tủy tiểu não thẳng, chéo đi lên tiểu não (3) Dẫn truyền tín hiệu cảm giác về tư thế của một nửa cơ thể

về tiểu não cùng bên

- Receptor xúc giác: tiếp nhận sự va chạm, áp suất, rung động, ngứa

+ 1 số đầu dây TK tự do

+ tiểu thể Meissner: ở đỉnh các gai da  nhiều nhất ở đầu chi, đầu lưỡi, môi, núm vú

+ đĩa Merkel: dưới lớp biểu bì da + các tận cùng sợi có myelin/ không có myelin ở lỗ chân lông

+ tiểu thể Pacini: gay dưới da, lớp sâu của da, mô LK nhạy cảm với sự biến dạng và rung động

- Được tiếp nhận bởi nhiều receptor

- Phân bố không đều

- Khả năng thích nghi nhanh - chậm khác nhau

- Cảm giác xúc giác tinh tế được dẫn truyền nhanh - Cảm giác xúc giác thô sơ

- Cảm giác tương đối chênh lệch nhiệt độ của cơ thể với vật

- Receptor đau: nhạy cảm với kích thích cơ học, nhiệt hoặc hóa học

+ đầu tự do của dây thần kinh

 phân bố rộng trên lớp nông của da, niêm

+ vùng cảm giác (S-I, S-II)

+ vùng đỉnh & vùng trán của vỏ não  truyền cảm giác mạnh hơn - Cảm giác đau hay đi kèm với cảm giác xúc giác

- Cảm giác đau nhanh dễ xác định vị trí hơn đau chậm (tạng) - Gây đau do: tổn thương mô, thiếu O2 mô hoặc do co cơ

Cảm giác bản thể

- Receptor suốt TK – cơ: nhận cảm về chiều dài & mức độ thay đổi của cơ

- Thể Golgi (trong gân): cho biết cảm giác về sức căng của cơ

- Trung tâm nhận cảm: vỏ não, tiểu não (Flechsig – Gowers): trương lực cơ, giữ thăng bằng, điều hòa động tác tự động

- Mỗi nụ vị giác có 1 lỗ nhỏ cho ptu hóa học đi vào bên trong

- Có tính thích nghi nhanh: + do ngưỡng kích thích thấp + do hệ TK

- Chịu ảnh hưởng của các cảm giác khác: khứu giác, thị giác,

- Gồm TB khứu giác (TB lưỡng cực): + mặt trông ra lớp niêm dịch là các sợi

- Receptor thính giác: nhận cảm âm thanh - Là cơ quan Corti nằm trên màng đáy của

4.1 Chức năng vận động của tủy sống

- Là chặng đường chung cuối cùng của đường dẫn truyền vận động

Neuron vận động a Thuộc sợi Aa

Sợi trục tạo các rễ trước

4.1.2 Chức năng dẫn truyền vận động – cảm giác của tủy sống

+ vỏ não  liệt đối bên + tủy sống  liệt cùng bên

- Chi phối vận động không có ý thức

- Dẫn truyền xung động từ các trung tâm dưới vỏ 

Neuron vận động a Thuộc sợi Aa

Sợi trục tạo các rễ trước

4.1.3 Phản xạ tủy sống

Phản xạ căng cơ Suốt cơ bị kéo dài ra  kích thích sợi cảm giác  kích thích neuron a  co cơ Phản xạ gân Co cơ  gaan bị kéo căng  kích thích thụ cảm thể Golgi giữacác sợi gân  neuron a bị ức chế , ngăn kéo giãn quá mức Phản xạ gân – cơ Gõ vào gân  cơ bị kéo căng  Phản xạ co cơ đồng vận và giãn cơ đối vận Phản xạ gấp (rút lui)

Kích thích receptor đau ở da  tạo cung phản xạ đa synapse  neuron trung gian lan tỏa tới các cơ cần thiết khác  kích thích neuron a  co cơ và thêm các phản xạ tránh xa kích thích

Phản xạ duỗi chéo Kích thích  chi cùng bên gấp lại, chi đối bên duỗi ra (xung động bắt chéo sang bên đối diện)  phối hợp vận động để tránh xa tác nhân gây đau

Phản xạ da – niêm mạc Kích thích trên da – niêm mạc  co cơ ở vùng cung phản xạ chi phối

4.1.4 Rối loạn do tổn thương ở tủy

Hiện tượng choáng tủy

4.2 Chức năng vận động của thân não

4.2.1 Chức năng của các nhân xám thân não

Thân não (brainstem)

- Là vị trí qua lại của các đường dẫn truyền cảm giác, vận động của: + nhãn cầu

+ các cơ vân ở đầu – mặt – cổ + các cơ và tuyến tiêu hóa

+ trung tâm phản xạ điều hòa hô hấp, tim mạch, tiêu hóa, phản xạ ho, giác mạc, định hướng với ánh sáng

- Chi phối nhiều động tác có tính tự động như: giữ tư thế và chỉnh thế, giữ thăng bằng, chỉ

huy cử động của đầu và nhãn cầu

- Có nhiều nhân xám là các TT hô hấp, vận mạch

- Gồm: cuống đại não (trước), mái trung não (sau)

- Nhiều nhân xám quan trọng

- Nhân dây TK: + nhân dây XII

+ nhân vận động IX, X, XI + nhân cảm giác V, VII, IX, X- Nhân tiền đình: tăng trương + nhân dây VII, VIII- Nhân trám trên, nhân lưới

- Nhân đỏ: giảm trương lực cơ- Nhân gò trên, dưới: chi phối vận động của đầu, mắt, thận + nhân gò trên: TT phản xạ định hướng với ánh sáng + nhân gò dưới: TT phản xạ định hướng với âm thanh

4.2.2 Chức năng của cấu tạo lưới thân não

Cấu trúc

- Nằm ở thân não và gian não (từ hành não  vùng dưới đồi)

- Gồm: thân, sợi trục, đuôi gai nhiều neuron có kích thước và hình dáng khác nhau

- Liên hệ: với nhiều vùng khác nhau: + vỏ não, tiểu não, vùng dưới đồi

ở thân não trước

Ức chế truyền xuống các neuron vận động của tủy qua bó

- Thành phần nội môi (CO2, O2), hormone (adrenaline, noradrenaline, T3, T4) - Thuốc mê, thuốc ngủ, thuốc an thần

4.3 Chức năng vận động của tiểu não4.3.1 Các thành phần của tiểu não

Tiểu não

Nguyên tiểu não

(paleocerebellum)(archicerebellum)Tiểu não cổ (neocerebellum)Tiểu não mới

Giữ thăng bằng cho cơ thể TT phản xạ tư thế và chỉnh thếGiảm trương lực cơ cùng bên

Tăng trương lực cơ Điều hòa phối hợp động tác

phức tạp

4.3.2 Hội chứng tiểu não

- Gặp trong các tổn thương trực tiếp của tiểu não hoặc đường liên hệ đến/ đi của tiểu não; có thể cùng bên hoặc đối bên

- Gây giảm trương lực cơ, rối loạn thăng bằng, rối loạn điều hòa phối hợp động tác và 1 số rối loạn khác

4.4 Chức năng vận động của vỏ não\

- Vùng vỏ não tiếp nhận các thông tin từ các vùng khác nhau (vùng cảm giác, giác quan nhân nền, đồi thị, cấu tạo lưới, tiểu não) để xử lý thông tin và quyết định đáp ứng vận động thích hợp

- Các hình thức VĐ do vỏ não chi phối thường phức tạp, có thể học qua luyện tập

- Các hình thức VĐ do tủy sống chủ yếu do di truyền, cứng nhắc

Vùng vận động sơ cấp Chi phối vận động tùy ý nửa người đối bên

Vùng tiền vận động Chi phối cử động phức tạp

Vùng vận động bổ sung Tạo tư thế khác nhau