ساختار و کارکرد دستگاه عصبی Flashcards
ساختار سلول های بدن
همه سلول های بدن شامل (1) هستند. سیتوپلاسم و هسته را محتوای سلول یا (2) می نامند.
پروتوپلاسم شامل آب، محلول نمک، پروتئین، مواد چربی و قندی است. اندامک های داخل سیتوپلاسم عبارتند از: میتوکندری، شبکه اندوپلاسمی و ریبوزوم ها، لیزوزوم ها و دستگاه گلژی.
شبکه آندوپلاسمی و ریبوزوم ها در (3) و انتقال آن نقش دارند.
میتوکندری از قند و چربی (4) لازم برای زندگی سلول را فراهم می کند- با مسمومیت سلول تا 95 درصد از انرژی خود را از دست می دهد
لیزوزوم ها حاوی آنزیم هایی هستند که می توانند (5) کنند.
دستگاه گلژی در غشاسازی و بسته بندی (6) سلول نقش دارد.
1- غشا، سیتوپلاسم و هسته 2- پروتوپلاسم 3- پروتئین سازی 4- انرژی 5- مواد زاید را تجزیه 6- مواد ترشحی
ترکیبات شیمیایی سلول
99 درصد وزن سلول را عناصر طبیعی (اکسیژن، هیدروژن، فسفر، ازت، کربن و گوگرد) و 70 درصد وزن آن را آب (ترکیب هیدروژن و اکسیژن) تشکیل می دهد.
مایع درون سلولی حاوی مولکول های کوچکی است که ساخت اصلی مولکول های بزرگ هستند. چهار نوع مولکول کوچک شامل (1) هستند.
1- قند، اسیدچرب، اسیدآمینه و نوکلئوتیدها
مولکول های کوچک:
- قندها
قندها مهم ترین تولید کننده (1) سلول هستند
ساده ترین نوع قند ها، (2) است که از سوخت آن در اثر ترکیب با اکسیژن انرژی لازم برای سلول فراهم می شود (ماده انرژی دهنده آدنوزین تری فسفات از سوخت گلوکز حاصل می شود).
- اسیدهای چرب
اسیدهای چرب مهم ترین مولفه های غشای سلول هستند
اسیدچرب یک بخش (3) (گروه کربوکسیل) و یک بخش (4) دارد. بخش فعال آن، (5) است یعنی از این بخش با مولکول های دیگر ترکیب می شود. از ترکیب اسید چرب با گلیسیرین، (6) بدن ساخته می شود که همراه با قندها مهم ترین منبع انرژی سلول هستند.
- اسید آمینه ها
اسیدهای آمینه مواد اصلی (7) (مواد سفیده ای) هستند
20 نوع زنجیره اسیدآمینه در طبیعت یافت می شود. بدن انسان برخی اسیدهای آمینه را تولید می کند و برخی را با مواد غذایی دریافت می کند
- نوکلئوتیدها
وظیفه اصلی نوکلئوتیدها (8) و (9) است
مهم ترین سلول های نوکلئوتید، آدنوزین تری فسفات است.
(10): مواد سفیده ای هستند که جریان کنش های شیمیایی بدن را بدون تغییر ساختار خودشان میانجی گری، تسهیل و تسریع می کنند.
وظیفه اصلی آنزیم ها (11) است تا انرژی آزادشده بتواند در تولید آدنوزین تری فسفات استفاده شود.
1- انرژی 2-گلوکز 3- آب دوست 4-آب گریز 5- گروه کربوکسیل 6- چربی 7- پروتئین ها 8- انتقال اطلاعات زیستی 9- تامین انرژی شیمیایی 10- آنزیم ها 11 تجزیه مواد قندی، اسیدهای چرب و اسیدهای آمینه
مولکول های بزرگ:
مولکول های بزرگ مبنای کنش زندگی را تشکیل می دهند. آنها در ساخت اجزای سلول، فعالیت سلول و ارگانیزم و به ویژه فرایند (1) نقش مهمی دارند.
مهم ترین مولکول های بزرگ عبارتند از (2)
- پلی ساکارید ها
پلی ساکاریدها از مولکول های قند ساده یعنی (3) تشکیل شده اند
مهم ترین پلی ساکارید حیوانی (4) است که مشابه آن به شکل (5) در گیاهان وجود دارد
وظایف پلی ساکارید ها عبارت است از: (6) انرژی، ساخت (7) برون سلولی.
مولکول های قند در ترکیب با پروتئین ها و چربی ها در ساخت غشای سلول و بافت پیوندی نقش دارند.
- پروتئین ها (مواد سفیده ای):
پروتئین ها از مولکول های کوچک (8) تشکیل شده اند. زنجیره های پروتئینی کوچکتر از صد اسیدآمینه را (9)، زنجیره های کوچکتر از ده اسید آمینه را (10) و زنجیره هایی بیش از ده اسیدآمینه را (11) می نامند.
وظایف پروتئین ها عبارتند از: تسهیل و تسریع واکنش هایی شمیایی به عنوان (12)- مواد زیربنایی بافت پیوندی و بافت محافظ – شرکت در ساخت (13) سلول، تنظیم سوخت و ساز آن و ساخت (14)
- اسیدهای نوکلئید
اسیدهای نوکلئوتید از مولکول های کوچک نوکلئوتید تشکیل شده اند.
مهم ترین اسیدهای نوکلئیک عبارتند از: اسید دزاکسی ریبونکلئیک (DNA) و اسید ریبونکلئیک (RNA).
(15) توسط DNA رمزگردانی می شوند.
DNA یک زنجیره (16) است که مولکول قند و فسفات ستون اصلی هر زنجیره هستند و مولکول های باز ارتباط افقی بین آنها را برقرار می کنند
RNA یک زنجیره (17) است. سه نوع از آن با وظایف مختلف وجود دارند .
1- وراثت 2- پلی ساکاریدها، پروتئین ها، و اسیدهای نوکلئوتید 3- گلوکز 4- گلیکوژن 5- نشاسته 6- ذخیره سازی و آماده سازی 7- بافت محافظ 8- اسید آمینه 9- پپتید 10-الیگوپپتید 11-پلی پپتید 12-آنزیم 13- غشای 14-گیرنده های سلول 15-اطلاعات ژنتیکی 16-دوتایی یا مضاعف 17-منفرد
وراثت
کروموزوم های موجود در هسته، ژن ها را در بر می گیرند که مجموع مواد وراثتی بدن در آنها (1) می شود. این ژن ها از DNA ساخته شده اند.
هسته سلول—> کروموزوم ها —> DNA—> ژن—> لغت رمز
(از روی این رمزها دستور ساخت پروتئین ها صادر می شود 64 رمز وجود دارد که 61 رمز مربوط به 20 نوع اسید آمینه هستند و سه رمز دیگر برای شروع و خاتمه زنجیره اسیدآمینه یا پروتئین هستند)
هسته هر سلول غیرجنسی بدن 23 جفت ( 46 عدد) کروموزوم دارد. 22 جفت کروموزوم مشابه به نام (2) و یک زوج غیرمشابه به نام (3) X وY هستند. (زوج کروموزوم جنسی مردان XY و زنان XX است).
در هر سلول جنسی (اسپرم مردان و تخمک زنان) یک نمونه از هر کروموزوم ( 23 عدد) وجود دارد. در هنگام لقاح سلول های جنسی پدر و مادر ترکیب شده و یک کروموزوم از مادر و یکی از پدر به کودک منتقل می شود. بنابراین هر سلول غیرجنسی که ایجاد می شود از هر کروموزوم یک جفت دارد، یکی از پدر و یکی از مادر.
1-رمزگردانی
2-اتوزوم
3-کروموزوم های جنسی
فرایند همانندسازی
DNA قدرت همانندسازی دارد یعنی (1). به این شکل که زنجیره مضاعف DNA
باز می شود و برای هر ستون یک ستون مکمل جدید ساخته می شود. نهایتا دو مولکول DNA خواهیم داشت (که یک زنجیره قدیمی و یک زنجیره جدید دارند).
از طریق همانندسازی، اطلاعات (2) در تقسیم سلولی بدون تغییر به سلول جدید انتقال داده شوند.
در فرایند همانندسازی ممکن است خطایی پیش بیاید که به آن (3) می گوییم.
1-شبیه زنجیره های خودش را می سازد
2-لغات رمز
3-جهش
فرایند رونویسی
اطلاعاتDNA باید از هسته خارج شوند تا برای ساخت (1) استفاده شوند. این این اطلاعات توسط RNA رونویسی و از هسته سلول خارج می شوند.
انواع RNA عبارتند از: پیک، ناقل و ریبوزومی
RNA پیک پیام ها را رونویسی می کند و این اطلاعات را به ریبوزوم های موجود در شبکه اندوپلاسمی می آورد.
RNA ناقل در هسته تولید می شود. برای هر اسیدآمینه اختصاصی هستند، به آنها متصل شده و آنها را به ریبوزوم ها می آورند.
RNA ریبوزومی در ریبوزوم ها تولید می شوند و برای پروتئین سازی اهمیت دارند.
به طور خلاصه اطلاعات DNA باید به زبان پروتئین ها ترجمه شوند. برای این کار از طریق (2) DNA به RNA منتقل می شود. رمزها توسط RNA پیک به ریبوزوم ها آورده می شوند و توسط RNA ناقل شناسایی و به زبان پروتئین ها ترجمه می شوند.
1-پروتئین
2-فرایند رونویسی اطلاعات
غشای سلول و وظایف آن
غشا یک پوسته غیرفعال نیست که صرفا سلول را از محیط جدا کند. (1) و (2) توسط غشا انجام می شود
مولکول های غشا
مواد اصلی غشای سلول مولکولهای (3) هستند که دو بخش آب دوست و آب گریز دارند.
در بین فسفولیپیدها مولکول های (4) قرار دارند که در استحکام غشا نقش دارند.
در بخش بیرونی غشا مولکول های قندی چربی (گلیکولیپیدی) قرار دارند.
به ازای هر 50 مولکول چربی، یک پروتئین در غشا وجود دارد که گاهی از بیرونی ترین تا درونی ترین سطح غشا را می پوشاند. بیشتر پروتئین های بیرونی غشا از نوع قندی پروتئینی (گلیکوپروتئین) هستند.
وظایف پروتئین های غشا عبارتند از:
- با ایجاد شکاف در لایه آب دوست غشا اباعث ایجاد مجرایی برای عبور آب و نمک می شوند
- نقش حامل دارند و از طریق ترکیب با مولکول ها آنها را بین بیرون و درون غشا جابجا می کنند
- در سوخت و ساز سلول نقش دارند
- مثل کلسترین در استحکام غشا نقش دارند
1-جریان تبادل سلول با محیط
2-فرایند سوخت و ساز سلول
3-فسفولیپید
4-کلسترین
انواع تبادل سلول با محیط
شکاف بین سلول های بدن را (1) می گویند که با مایعی پر شده است. مایع برون سلولی حاوی همه مواد مورد نیاز سلول هاست و همواره با غلظت یکسان در حال حرکت است. (این محیط یکسان برای همه سلول ها را (2) نامیده اند)
برای آنکه مواد موجود در فضای برون سلولی مورد استفاده سلول قرار بگیرند باید از غشا عبور کنند. این امر از چند طریق صورت می گیرد:
1- نفوذپذیری/ انتقال غیرفعال
2- انتقال فعال
1-فضای برون سلولی
2-محیط درونی بدن
نفوذپذیری/ انتقال غیرفعال
مولکول های موجود در آب دایما حرکت می کنند و در برخوردها تغییر جهت می دهند. این نوع حرکت را (1) می گویند.
نفوذپذیری مهم ترین فرایند تبادل برای مولکول های موجود در آب است و سبب انتشار مواد از غشا می شود. بنابراین نفوذپذیری مهم ترین مکانیزم (2) است.
فرایند نفوذپذیری به انرژی نیاز ندارد و مواد به شکل دوطرفه بر حسب (3) بین غشا جابجا می شوند)از غلظت بیشتر به سمت غلظت کمتر( به همین دلیل به آن انتقال غیرفعال گفته می شود.
نفوذپذیری از دو طریق غشای سلول یا منافذ موجود در آن امکان پذیر است :
غشای سلول به دلیل لایه چربی آب گریز تنها به موادی اجازه عبور می دهد که در چربی حل شده باشند. بنابراین مواد بیرون غشا توسط
یک مولکول چربی حامل حل شده و سپس وارد سلول می شوند. به این شیوه انتقال، (4) گفته می شود.
مواد توسط منافذ پروتئین ناقل نیز می توانند عبور کنند. یک مجرای پر از آب بین پروتئین های غشا وجود دارد که از آن طریق مولکول های کوچک عبور می کنند. همچنین تبادل آب از این مجرا باعث تعادل بین ورودی و خروجی آب و جلوگیری از متورم یا چروکیده شدن سلول می شود.
دیواره های مجرای پروتئینی دارای بار الکتریکی است و نسبتا انتخابی است. یعنی هر مجرا بسته به بار الکتریکی خود ورود برخی مولکول ها را تسهیل و از ورود برخی دیگر جلوگیری می کند )مثلا دیواره مجرای پتاسیم یا K+ بار منفی دارد و فقط اجازه عبور پتاسیم را می دهد(.
عبور مواد در کانال های پروتئینی به شکل دوطرفه و بر اساس شیب غلظت و (5) داخل و خارج سلول است.
1-نفوذپذیری 2-تبادل بدن 3-شیب غلظت 4-نفوذپذیری تسهیل شده 5-اختلاف سطح الکتریکی
انتقال فعال
برخی مواد مثل (1)، چون غلظت آنها در فضای برون سلولی کم و در درون سلول زیاد است نمی توانند از طریق انتشار غیرفعال وارد سلول شوند چون نفوذپذیری همواره از سمت غلظت زیاد به کم است. انتقال این مواد به (2) نیاز دارد و به همین دلیل انتقال فعال نامیده می شود.
انتقال فعال از طریق پمپ هایی انجام می شود که به شکل (3) و اغلب (4) یون ها را جابجا می کنند. مثلا پمپ سدیم، پتاسیم، کلسیم، کلر.
پمپ سدیم پتاسیم مهم ترین فرایند انتقال فعال است. این پمپ یون های سدیم را از سلول خارج و یون های پتاسیم را وارد سلول می کند.
(5) آنزیمی است که درون غشا آدنوزین تری فسفات (ATP) را به آدنوزین دی فسفات (ADP) تجزیه می کند و انرژی حاصل از این تجزیه را در اختیار سلول قرار می دهد تا سه یون سدیم را از سلول خارج و دو یون پتاسیم را وارد کند. این انتقال تا جایی ادامه دارد که غلظت یون های سدیم در فضای درون سلول کاهش و غلظت پتاسیم آن افزایش یابد ).
پمپ کلر، یون کلر را به داخل سلول(6) و پمپ کلسیم، یون کلسیم را (7) می کند.
1-اسیدهای آمینه و پتاسیم 2-انرژی 3-یک طرفه 4-بر خلاف شیب غلظت 5-پروتئین ناقل سدیم پتاسیم 6-پروتئین ناقل سدیم پتاسیم 7-از آن خارج
تبادل اطلاعات و مواد مورد نیاز درون سلول
تبادل اطلاعات درون سلول هم انجام می شود. اندامک های درون سلول از غشا پوشیده شده اند، ساخت غشای اندامک ها مثل غشای سلول است و سطح آن چندین برابر است. هم انتقال فعال و هم غیرفعال درون سلول دیده می شود.
وسیع ترین غشاها مربوط به شبکه اندوپلاسمی است که (1) را فرا می گیرد. (2) از چندین غشای تیغه ای ساخته شده که از آنها کیسه هایی ایجاد می شوند. هسته سلول و میتوکندری ها هم از غشا پوشیده شده اند.
دو نمونه انتقال فعال در سلول عبارتند از :
تولید (3) در غشای درونی میتوکندری که فرایند معکوس پمپ سدیم پتاسیم است.
انتقال (4) از مایع برون سلولی به شبکه سارکوپلاسمی سلول های ماهیچه های توسط پمپ کلسیم
غلظت درون سلول با بیرون سلول متفاوت است:
کاتیون ها (بار مثبت): درون سلول غلظت یون های سدیم کمتر و پتاسیم بیشتر از برون سلول است
آنیون ها (بار منفی): کلر در فضای برون سلولی و تعدادی مولکول پروتئینی با بار منفی در سلول قرار دارند.
بیشترین شیب غلظت برای کلسیم است چون غلظت کلسیم در (5) بسیار کمتر از (6) است.
بیشترین پروتئین داخل (7) آنزیم ها هستند. تجزیه و ترکیب اسیدهای آمینه، تبدیل گلوکز به گلیکوژن برای ذخیره سازی و برعکس تبدیل گلیکوژن به گلوکز برای صرف انرژی توسط آنزیم ها در (7) انجام می شود.__
1-ریبوزوم ها 2-دستگاه گلژی 3-آدنوزین تری فسفات 4-یون های کلسیم 5-درون سلول 6-بیرون 7-سیتوزول
سلول های دستگاه عصبی (نورون ها)
ساختار سلول عصبی
سلول های عصبی با وجود مشترکاتی که با سایر سلول های بدن دارند، به دلیل کارکرد ویژه خود ساختار و ویژگی های خاصی نیز دارند.
سلول های عصبی دستگاه عصبی مرکزی (مغز و نخاع) پس از طی دوره تحول قابلیت تکثیر و ترمیم ندارند اما سلول های عصبی خارج از آن مثل سلول های حسی و حرکتی ترمیم پذیرند.
سلول عصبی هم مانند باقی سلول ها دارای هسته، سیتوپلاسم و غشاست (سیتوپلاسم سلول عصبی را (1) می نامند).
سلول عصبی ساختار ویژه ای دارد که شامل سه قسمت جسم سلولی، آکسون و دندریت است.
جسم سلولی بخش هسته دار نورون است که به آن سوما یا پریکاریون هم می گویند.
دندریت ها تارهای عصبی هستند که سطح آنها زوایدی دارد که از طریق آن پیام ها را از سایر سلول ها دریافت و به سمت جسم سلولی می آورد. هر چه دندریت ها بیشتر باشند، سلول اطلاعات بیشتری دریافت می کند
آکسون تارهای عصبی هستند که پیام را از جسم سلولی دور می کند و به سایر سلول ها می رساند. آکسون ارتباط یک سلول عصبی را با سلول های دیگر برقرار می کند. محلی که آکسون با سلول های دیگر ارتباط برقرار می کند، سیناپس نامیده می شود.
برخی آکسون ها پوششی به نام غلاف میلین دارند. این پوشش در نقاطی قطع می شود که به آن مناطق، گره رانویه می گویند. وجود غلاف میلین باعث افزایش سرعت انتقال پیام عصبی می شود.
میلین یک ماده سفید رنگ است و همین ماده باعث رنگ سفید برخی اعصاب و نواحی مغز و نخاع است. ابتدای آکسون که مجاور جسم سلولی است (2) نام دارد و بدون میلین است. آکسون های میلین دار فقط در اعصاب مهره داران وجود دارد و اعصاب بی مهرگان همگی بدون میلین است. در اطراف آکسون های بدون میلین ممکن است (3) دیده شود و رنگ آنها (4) است.
آکسون یک رشته منفرد است که در انتهای خود به شاخه هایی تقسیم می شود. انشعاب آکسون ها را انشعاب (5) می گویند. وجود میلین در رشته های طویل آکسون باعث افزایش سرعت پیام رسانی آنها می شود. دندریت انشعابات زیادی دارد اما طول آن از آکسون کوتاه تر است. البته دندریت نورون های حسی که پیام های حسی پیکری را به مغز می آورند طولانی و اغلب دارای میلین هستند و شبیه آکسون اند.
نورون ها از نظر طرز خارج شدن تارهای عصبی از جسم سلولی به سه گروه یک قطبی، دوقطبی و چند قطبی تقسیم می شوند:
نورون های یک قطبی: آکسون و دندریت ها از یک ناحیه جسم سلولی خارج می شوند و سپس دوشاخه می شوند. برخلاف سایر نورونها، دندریت در سلول های یک قطبی بزرگتر از آکسون است.
نورون های دوقطبی: آکسون از یک ناحیه و دندریت ها از ناحیه دیگر خارج می شوند.
نورون های چندقطبی: آکسون از یک ناحیه و دندریت ها از چند ناحیه دیگر خارج می شوند. برعکس دو نوع قبلی در این نوع نورون ها تشخیص آکسون از دندریت ساده است. نورون های چندقطبی (6) هستند، میلین ندارند، و فقط در (7) وجود دارند.
در برخی بخش های دستگاه عصبی مرکزی نورون های فاقد آکسون وجود دارد که تحریک عصبی را فقط به نورون های مجاور منتقل می کنند.
در زیر نمونه هایی از انواع نورون ها ذکر می شود:
نورون های یک قطبی: تمام نورون های حسی که وارد نخاع می شوند (نورون های عقده های نخاعی که گیرنده حس های پیکری هستند).
نورون های دوقطبی: گیرنده های بویایی و برخی نورون های شبکیه چشم
نورون های چندقطبی: نورون های هرمی در قشر مخ، نورون های پورکینه در مخچه، نورون های حرکتی نخاع
1-نوروپلاسم 2-پیاز یا مخروط آکسون 3-غلاف پیوندی 4-خاکستری 5-موازی 6-کوچک 7-دستگاه عصبی مرکزی
عملکرد سلول های عصبی
مهم ترین ویژگی سلول عصبی تحریک پذیری آن است (به جز بافت عصبی، (1) نیز خاصیت تحریک پذیری دارند).
سلولهای عصبی مخصوص پردازش اطلاعات هستند که سه کنش (2) اطلاعات را شامل می شود:
- دریافت اطلاعات از سلول های دیگر از طریق ارتباط سیناپسی آکسون دندریتی یا آکسون جسم سلولی
- دریافت مستقیم اطلاعات حسی از محیط از طریق (3) و در مواقع خاص با دندریت خود
- انتشار اطلاعات دریافتی از طریق (4)
- انتقال اطلاعات از طریق (5)
هر نورون با هزاران نورون دیگر در ارتباط است و از طریق دندریت های خود از آنها اطلاعات می گیرد. نورون ممکن است از طریق سایر نورون ها تحریک یا بازداری شود. واکنش نورون در هر زمان به جمع جبری این تحریکات و بازداری ها بستگی دارد. اگر نورون تحریک شود، جریان تحریک به آکسون و از طریق آن به نورون بعدی می رود.
نورون ها را بر اساس عملکرد می توان به سه دسته حسی، حرکتی، و رابط تقسیم کرد.
نورون حسی یا آوران: پیام عصبی را از اندام های محیطی به دستگاه عصبی (مغز و نخاع) می آورند.
نورون های حرکتی یا وابران: پیام عصبی را از مغز و نخاع به اندام های محیطی می برند.
نورون های رابط یا بینابینی: نورون های کوچکی هستند که در دستگاه عصبی مرکزی قرار دارند و ارتباط نورون های حسی و حرکتی را برقرار می کنند.
اعصاب پیکری وابران را (6) و اعصاب احشایی وابران را (7) می نامند.
1-بافت ماهیچه ای و بافت غددی 2-دریافت، انتشار و انتقال 3-گیرنده های دستگاه حواس 4-آکسون 5-ارتباط سیناپسی 6- اعصاب حرکتی 7- اعصاب خودمختار
سلول های گلیال (بافت همبند عصبی)
اگرچه سلول های عصبی ساختار اصلی دستگاه عصبی هستند اما آنها تنها سلول های مغز و نخاع نیستند. در دوران تکامل جنین دو سلول نخستین، به نام های سلول رویانی عصبی و سلول رویانی گلیایی ایجاد می شود. از اولی سلول های عصبی و از دومی سلول های گلیال ایجاد می شوند.
مجموعه سلول هایی که کار واحدی انجام می دهند (1) نامیده می شوند. بافت همبند بین بافت های دیگر بدن قرار داد و وظیفه آن پشتیبانی و محافظت از آنهاست. فقط یک قسمت از بدن فاقد آن است و آن دستگاه عصبی مرکزی است. وظیفه بافت همبند را در دستگاه عصبی مرکزی، سلول های گلیال (نوروگلیا) انجام می دهند.
اعمال اصلی نوروگلیاها عبارتند از: (2)، (3)، کمک به مبادله مواد و گازها، ایجاد داربست استحکامی برای نورون ها، شرکت در (4)، میلین سازی، تغذیه و محافظت نورون
1-بافت
2-مقابله با میکروب ها و ذرات خارجی
3-بیگانه خواری
4-سد خونی- مغزی
