V - bioloski ritmovi Flashcards
bioloski ritam
ciklicne promene u ponasanju i razlicitim fizioloskim procesima koji prate pravilne promene u okruzenju; smena budnosti i spavanja.
period bioloskog ritma
vreme koje protekne izmedju 2 sukcesivna ciklusa, raspon od nekoliko min. do nekoliko godina.
cirkadijalni ritmovi
najveci br. fizioloskih procesa, period od 24h, dnevno-nocni.
ultradijalni ritmovi
fizioloski procesi, period kraci od 1 dana; smena budnosti i spavanja, unosenje hrane i disanje.
infraradijalni rimovi
period duzi od 24h.cir
ka-lunarni ritmovi
menstrualni ciklus; uskladjeni sa lunarnim ciklusom.
cirkuanualni ritmovi
fiziol. procesi, prilagodjeni promenama klimatskih faktora tokom godine; dostpunost hrane, promene temperature; repr. ponasanje zivotinaj, regulacija telesne mase, duzina i gustina krzna, padanje u zimski san i sl.
dnevne ili diuralne zivotinje
akt. tokom dana
nocne ili nokturalne zivotinje
akt. tokom noci
inherentni ritam
period, kad procesi uspostavljaju obrazac cikliranja koji je najcesce nesto duzi od 24h.
kod ljudi, period prirodnog ritma
24,5 - 25,5h.
unutrasnji bioloski casovnik
pravilno cikliranje fiziol. procesa na tacno 24h, zbog njegovog podesavanja na 24ro casovni period rotacije zemlje.
davaoci ritma
sp. faktori koji podesavaju rad un. casovnika na 24h.
ciklus svetlo-tama
primarni i najsnazniji davalac ritma.
promene nivoa majcinih hormona u mleku
kod vecine sisara, prvi davalac ritma.
periodicna dostupnost hrane i vode, blaznost i temperatura, drustveni kontakti, ciklus buke i tisine
drugi davaoci ritma.
exp. izolacija od dnevnog, vestacko svetlo
budni 20h, spavaju 12;
uprkos promenama ultraradijalnog ritma spavanja, cirkadijalni procesi promene telesne temp. i krvnog pritiska, verno cikliraju tokom 25h casovnog perioda inherentnog ritma.
desinhronizacija cirkadijalnog casovnika i ultradijalnog casovnika
u normalnim uslovima, oba prilagodjena na isti 24h ritam; moze se desiti u prirodnim uslovima (promena vremenske zone, teranje organizma na drugaciji ciklus budjenja i spavanja).
suprahijazmatsko jedro SCN
hipotalamus, obe strane sredisnje linije, uz III mozdanu komoru; ima ulogu bioloskog casovnika.
bilat. ostecenje SCN
nepovratan gubitak cirkadijalne ritmicnosti fiziol. procesa.
transplantacija neurona iz SCN jedra druge zivotinje -> za 2-4 nedelje ponovo uspostavljaju ritmicnost fiziol. procesa.
aktivnost SCN neurona
podesava na osnovu info o svetlom/tamnom periodu iz mreznjace.
info iz mreznjace
prostiru se optickim nervom (I kran. nerv), sacinjen od A gangl. N mreznjace.
retinohipotal. snop
mali broj A optickog nerva, izdvaja se neposredno pre opticke hijazme i zavrsava u SCN jedru.
podesava rad bioloskog casovnika.
melanopsin
fotosenz. pigment koji sadrze gangl. N; direktno reaguju na svetlost, a njihovi aksoni cine retinohipotalamicki put.
aksoni SCN N
primaju sinapse od aksona retinohipotal. snopa, a njihovi A uspostavljaju sinapse sa N u susednim oblastima hipotal. sa delovima epitalamusa i srM -> vremenska org. auton. funkcija i ponasanja.
SCN neuroni
oslobadjaju GABA, inh. uticaj.
u pravilnim intervalima oslobadjaju vazopresin.
svaki SCN N
mali casovnik, zadrzava sopstveni pravilni obrazac variranja Fr AP, potrosnje glukoze, oslobadjanja vazopresina, sinteze proteina.
inhibiranje SCN neurona primeno tetrodotoksina (TTX)
in. rad volzazno-zavisi kanala za Na+, blokira se gezena AP, ali ne i ritmicnost ostalih funkcija.
uklanjanje TTX -> SCN prethodna ritmicnost. (i u odsustvu AP, rade ritmicno.
mehanizam casovnika
zasnovan na molekulskom cikliranju na genetskom nivou.
clock geni
per (period) i tim (timeless); nose info za sintezu istoimenih proteina Per i TIm koji imaju ulogu u transkr. faktora.
Per protein
vezuje se za gene i sprecava prepisivanje drugih gena, pa i svoje sopstveno; spontano se razgradjuje nakon nastanka; kad nestane, prepisivanje njegovog gena se nastavlja.
funkcionise samo, ako je tu Tim.
dimer
formiraju ga Per i Tim; inhibiraju transkripciju drugih gena (clk i cyc).
proteini, transkripcioni faktor Clk i Cyc
proizvodi gena Clk i Cyc, zajedno aktiviraju tim i per.
negativna povratna sprega
degradacijom Tim-Per, aktivira se nastanak Clk-Cyc koji stimulise nastanak Tim-Per koji inhibira nastanak Clk-Cyc-
vreme koje je potrebno je oko 25h.
svetlost uslovljava degradaciju Tim proteina, cime pocinje novi dan. ->
ritmicka akt. SCN N svako jutro se podesava na 24h ritam.
medjusobna koordinacija
nije dovoljno objasnjenja, ukljucuje el. sinapse i druge hem. signale ili ucesce glijskih celija.
pinealna zlezda
mali, neparni organ, na zadnjem delu krova III mozdane komore, oko 1cm.
prima svetlosne info od SCN N, ciji se A pruzaju do cevikalnih ganglija sinap. sistema; odakle se postgang. A N u ovim ganglijama vracaju natad prema pin. zlezdi.
prevodi signale koje dobija od sinp. sistema u lucenje hormona.
melatonin
glavni hormon pin. zlezde; sinteza iz serotonina, lucenje i oslobadjanje pod cirkadijalnom kontorlom.
svetlost inhibira, tama stimulise oslobadjanje melatonina (iskljucivo nocu, koncentracija varira tokom godine).
ukljucen u regulaciju i cirkadijalnog i cirkanualnog ponasanja.
MelA1, MelA2
R za koje se Mel vezuje; RSPG; najveca gustina je na neuronima u SCN i mreznjaci.
deluje na neurone u SCN -> podstice ekspresiju TIM proteina, maksimum tokom tamnog perioda.
osim svetlosti
utice i melatonin, suprotni ef.
Veliki broj Mel R
eksprimiraju enuroni tuberalnog dela hipofize, sto je povezano sa ulogom melatonina u cirkad. kontroli lucenja hormona hipofize, narocito hormona koji regulisu akt. polnih zlezda.
nivo oslobadjanja melatonina, drasticno se smanjuje starenje.
ostecenje bazalnog i rostralnog dela hipotal.
remeti ultradijalne ritmove, moguce da casovnici tih ritmova upravo tu nalaze.
mozdani ritmovi
fluktuacije el. akt. mozga, ustanovljene merenjem el. akt. sa povrsine lobanje EEG.
Berger: obrazac el. aktivnosti mozga se bitno razlikuje kod coveka u budnom i uspavanom stanju, kao i kod pacijenata koji pate od razl. neuroloskih poremecaja.
EEG
stavljanje spec. kape sa fiksnim elektrodama; standardne pozicije na lobanji, medjusobni intervali od 10step i 20step medijalno i transverzalno od ref. tacaka - nasion i inion, 21 elektroda.
EEG zapis
zapis zbirne sinap. akt. dendrita velikog br. piramidnih neurona m. kore neposredno pre mesta gde je postavljenja elektroda.
amplituda EEG zapisa
razlika potencijala koju mere dve izabrane elektrode; najvise zavisi od stepena sinhronizovanosti N.
stepen akt. i vremenski obrazac akt, pod razlicitim elektrodama utice na izgled EEG zapisa.
beta talasi
najefektivniji, Fr preko 14Hz i karakteristicni su za budnu i akt. mozdanu koru.
alfa ritam
8-13Hz, povezan je sa budnim mirnim stanjem.
teta ritam
4-7Hz, karakteristika prve faze sna.
delta ritam
najsporiji, Fr ispod 4Gt, velika amplituda tokom faze dubokog spavanja.
niz talasa
beta > alfa > teta > delta
REM faza
visoko Fr talasi, male amplitude.
niskoFr ritam velike amp.
duboko spavanje/koma.
akt. mozdana kora
obrada info, akt. kortikalnih neurona je visoka, ali nesinhr. -> desinhronizacija ritma, kao kod beta ritma.
istovremena akt. velikog br. neurona, pravi sinhronizovane oscilacije na 1 od 2 nacina:
- sinhr. moze nastati usled delovanja nekog centralnog davaoca ritma (pacemaker) -> dirigent u orkestru
- do sinhronizacije moze doci usled medjusobnih uticaja susednih N -> suptilnije, nastaje usled kolektivnog ponasanja velike grupe N koji su istovremeno depolarisani ili hiperpolarisani.
sinhr. aktivnost m. kore kod coveka
kobinovano delovanje pacemakera i medjusobnog uticaja neurona; uloga centralnog davaoca ritma pripisuje se talamusu (upravlja akt. velikog broja kortikalnih neurona).
specificna (relejna) jedra talamusa
prenos info iz senz. sistema, na specif. senz. zone u mozdanoj kori.
info iz mreznjace
putem optickog nerva, direktno stizu u luat. genikulatno jedro talamusa (relejno jedro), a A tog jedra prenose info dpo prim. viz. zone u mozgu.
talamus
specif. jedra, nespecif. jedra i retikularno jedro.
nespecif. jedra
prenos info iz senz. sistema na limbicke strukture i hipotal. i povezana su sa koordinacijom akt. ANS.
A N retikularnog jedra
ne projektuju se izvan talamusa, vec prave inh. sinapse sa neuronima specif. talamickih jedara.
relativno mala grupa centralizovanih talamickih neurona
kao dirigent moze da ostvari uticaj na akt. ogromnog broja kortikalnih N, tako da svi osciluju talamickim ritmom.
budno, akt. stanje
info iz senz. sistema se preko specif. relejnih jedara projektuju na specif. senz. zone kore i aktiviraju ih.
nesinhronizovani su -> akt. uslovljava desinhr. mozdanog ritma; dominiraju vFr talasi male amp -> beta talasi
drugi modus rada talamusa, padanje u san
akt. retikularno jedro, info iz senz. sistema se gase u specif. jedrima, usled inh. aktivnosti retik. jedra.
un. talamicki oscilator (san)
salje periodicne uticaje na delove kore, modana akt. se sinhronizuje i zapisom dominiraju nFr talasi velike amp. -> delta talasi.
uloga filtera, iskljuc. senz. ulaza i sporo oscilovanje akt. kore tokom spavanja.
ekstremna sinhronizacija m. aktivnosti
uvek znak patologije; N se sinhrono ekscituju (nikad se ne desava u uslovima fizioloskog ponasanja), napadi su obicno praceni EEG talasima velike amplitude.
epilepsija
ponovljeni napad; vise simptom bolesti, nego bolest.
uzrok: nepoznat, tumori, traume, metabolicke disfunkcije, infekccije, vaskularne bolesti.
spavanje
privremeno i reverzibilno stanje smanjenje osetljivosti na S iz sp. i un. sredine, prisutno kod svih visih kicmenjaka.
neophodno, produzena deprivacija se stetno odrazava na stanje zdravlja organizma u celini. vazno je za mozak.
odmaranje bez spavanja
obnavlja fizicke funkcije, ali ne i mentalne.
vreme koje provodimo u spavanju skracuje se starenjem.
teorije spavanja
evoluciona teorija spavanja (teorija adaptivnog ponasanja) i teorija oporavka.
teorija prilagodjenog ponasanja (evoluciona)
spavanje je adaptivna realcija, prilagodjeni oblik ponasanja zivih bica u nepovoljnim uslovima (mrak).
konzerviranje energije u vreme kad bi ulaganje bilo neefikasno.
teorija oporavka
tokom budnosti se postepeno narusava fiz. ravnoteza u organizmu, pa je san neophodan za uspostavljanje ravnoteze.
opsta aktivnost organizma je smanjen:
- izostaju reakcije na nadrazaje iz okoline
- smanjena je aktivnost skel. misica
- smanjen je i veci br. vegetativnih funkcija, prevladava rad parasimpatikusa
- menjaju se biopotencijali mozga (a-alfa i b-beta i javljaju se d-delta talasi)
- psihicka aktivnost tokom spavanja je smanjena i znacajno promenjena. javlja se u obliku povremenih snova
REM faza
EEG podseca na EEG budne osobe, telo je osim ocnih jabucica i disajnih misica, potpuno nepokretno.
neREM spavanje
sporotalasno, delta ritam.
tri funkcionalna stanja mozga.
budno stanje, REM i neREM.
sporotalasna faza sna
oko 75% sna; mozak i organizam se odmaraju, akt. parasimpaticki sistem. smanjena tel. temp, reparacija tkiva. telo moze da se pokrene da zauzme zgodniji polozaj u krevetu.
4 faze sporotalasnog spavanja
I - pospanost;
II - plitak san;
III - srednje dubok san
IV - dubok san
I faza, pospanost
kratkotrajna, prelazna, alfa ritam nepravilan, lagani pokreti oka, najplici san, lako se budimo
II faza, plitak san
traje 5-15 minuta, teze se budimo, teta talasi sa povremenim oscilacijama od 8-14Hz -> vretena spavanja, generise ih talamicki pacemaker.
siljati talasi velike amp, K kompleks.
III faza, srednje dubok san
pojava sporih delta talasa
IV faza, dubok san
oscilacije, mogu biti i 0.5Hz; traje 20-40 min, budjenje zahteva veoma snazan S; krvni pritisak, puls i potrosnja kiseonika u mozgu padaju na najnizi nivo.
nakon IV faze
san sve plici, vraca se na II (10-15 min.) i onda naglo pocinje REM.
normalan ciklus spavanja
prolazimo kroz 4 podfaze sporotalasnog spavanja i ulazimo u REM, a ciklus se ponavlja na svakih 90 minuta -> ultradijalni ritam.
REM faza
desinhr. spavanje, snevanje i brzotalasno spavanje; oko 25% T kod odraslih zdravih.
moze se okarakterisati kao faza akt. halucinirajuceg mozga u paralisanom telu.
sanjamo, neobicna fiziologija, povecana akt. simpatickog dela ANS; povecan puls, pritisak, resp. ciklus, tel. temperatura.
potrosnja kiseonia, veca nego u budnom stanju tokom resavanja nekog mat. problema
skeletni misici u apsolutnoj atoniji, telo ne moze da se pomeri; izrazena atonija misica vrata, glava ne moze da stoji uspravno, ako osoba spava u stolici.
jedino rade resp. i misici ocne jabucice.
ispod zatvorenih kapaka, brzo kretanje ociju (50-60 pokreta u minuti).
duboko, povecan prag budjenja (moguce je probuditi) -> ako osoba dozivi anginalni bol ili glavobolju, budi se, seca se zivih halucinacija - snova.
proticanje noci
trajanje sporotalasnog spavanja (pogotovo III i IV) se skracuje, a produzava se trajanje REM.
poslednji REM pred jutro moze potrajati i do 30min.
postoji zastopni neREM period od 30 minuta izmedju dva uzastopna REM perioda.
budno stanje
talamus radi u transmisionom modusu, relejna jedra penose impulse na specificne senz. zone u kori.
eksplozivni modus rada hipotalamusa
senz. ulazi koji pristizu na relejna jedra se gase usled inh. N relejnih jedara, a sa talamusa na sve senz. zone korteksa odlazi sinhr. ritam, uslovljen akt. retikularnog jedra talamusa.
modus rada talamusa (budnost/padanje u san)
zavisi od akt. nekoliko medjuzavisnih regiona.
- bazalni prednji mozak -> odgovoran za sporotal. spavanje
- ascedentni aktivirajuci sistem retikularne formacije -> zaduzen za budjenje i aktiviran je u budnom stanju
- mozdani most -> zavisi REM faza
- hipotalamus -> deluje a 3 prethodno pomenute regije mozga, presudno uticući na to da li je mozak u stanju buducnosti ili spavanja.
signali iz bazalnog prednjeg mozga i ventrolat. preoptickog jedra hipotalamusa (VLPO)
zbog njih nastaje sporotalasno spavanje.
lezije dovode do prekida sporotal. spavanja, a el. stim. indukuje sporotal. akt.
N se akt. sa otpocinjanjem spavanja i oslobadjaju inh. neurotransmiter GABA.
A VLPO
inh. N u delovima mozdanog stabla, koji su aktivni tokom budnosti -> tuberomamilarno jedro, pedunkulopontinsko jedro, laterodorzalni tegmentum, locus coerelus, raphe.
mehanizam delovanja vecine anestetika, barbiturata i anest. gasova koji uspavljuju ljude tokom operacija
zasnovan na povecanju osetljivosti GABAa receptora.
anestetico indukuju stanje slicno sporotal. spavanju, delovanjem na endogenski sistem koji pojacava VLPO akt. i GABA-posredovanu inh. tuberomamilarnog jedra i tako suprimira budnost.
el. stimulacija retik. formacije u nivou mozdanog stabla
povecava nivo akt. zivotinje, dok ih vFR stim. budi iz sna
lezija jedara u retik. formaciji
uvodi zivotinju u stanje trajnog sna - koma.
r. formacija, sadrzi brojna jedra sa difuzno povezanim N, ciji se slozeni natavic pruzaju na razl. strane, povezujuci m. stablo sa talamusom.
ascedentni aktivirajuci sistem (ARAS)
jedra retik. formacije - locus coereuleus, raphe jedra, acetilholinske struk. m. stabla i bazalnog telencefalona i histaminski N srMozga.
njihova akt. prethodni budjenju.
aktiviran je N impulsima koji do njih stizu iz senz. sistema -> akt. ce ih svaki snazniji senz. nadrazaj.
A ARAS
projektuju se na talamus i m. koru i povecavaju njihovu akt, a stim. ef. su najuocljiviji na relejnim jedrima talamusa.
ARAS moze da se akt. sopstvenom aktivnoscu.
ASAR
pobudjuje m. koru posredstvom 2 sistema: dorzalnog (acetilholinskog) i ventralnog (aminskog).
dorzalni acetilholinski sistem
polazi iz pedunkulopotinskog jedra (PPN) i laterodorzalnog jedra (LDT) koja se nalaze u tegmentumu m. mosta i pruza se do specif. i nespecif. talamickih jedara i odatle -> preko talamo-kortik. projekcija aktivira specif. senz. zone m. kore.
aktivan je i tokom budnog stanja, ali i tokom REM faze.
REM faza
limb. sistem aktivniji nego u budnom stanju, dok je ceoni rezanj znatno manje akt.
pod kontrolom modulatornog sistema u m. stablu, narocito m. mostu.
akt. locus coeruleusa i raphe nukleusa potpuno prestaje.
akt. m. most koji se projektuje na KM i inh. motoneurone, sto uslovljava misicnu atoniju.
Ach neuroni u m. mostu
aktivni samo tokom REM faze.
oslobadjanje GABA i glicina
iz magnocelularnog jedra, izaziva snazan IPSP na motoneuronima KM, oni ne mogu da se akt. -> misici u potpunoj atrofiji.
u hipotalamusu
cetvrti kljuci sistem za budnost/spaanje; prekidac svih navedenih centara u regulaciji spavanja.
narkolepsija
relativno normalan obrazac spavanja tokom noci, a tokom dana upadaju u stanje iznenadne pospanosti i padaju u REM san, cesto pate i od iznenadnog hubitka mis. tonusa -> katapleksije.
odgovorna mutacija gena koji kodira mem. R neuropeptida -> hipokretin (oreksin).
inaktivacija oreksina kod misa
postaje narkoleptican.
hipokreti/oreksin
negativan regulator padanja u san i prelaska u REM.
N koji proizvode su iskljucivo u hiptalamusu, a njihovi A prave sinapse na bazalnom prednjem mozgu, na retikul. formaciji i na locus coeruleusu.
uspostavljaju i sinapse sa tuberomamilarnim neuronima (inh. pod uicajem bazalnog prednjeg mozga u trenutku nastanka sporotalasnog spavanja.
hipokretinski neuroni
vrsta prekidaca, kontrolise stanje budnosti, sporotalasnog spavanja i REM.
tretiranje narkolepsije
amfetamini tokom dana; lek gama-hidroksibutirat, GHB (droga za silovanje) -> farmakoloska terapija (ne opste prihvacen).
modafinil - efikasan u smanjenju pospanosti kod zdravih.
paraliza u snu
privremeni gubitak pomeranja i govora, najcesce neposredno pre budjenja; moguce je iskusiti senzorne halucinacije.
uslovljena neodgovarajucim tajmingom aktivacije centara u m. mostu, koji nastavljaju da budu akt. i nekoliko minuta nakon izlaska iz REM faze.
glutamat
najzastupljeniji eksc. neurotransmiter u mozgu,
oslobadjaju ga:
- piramidni neuroni kore
- projekcioni neuroni talamusa
- N ascedentne retikularne formacije koji se projektuju na talamus (ARAS).
aktivnost: odgovorna najvise za beta talase EEGa tokom budnosti.
prisutan je i u bazalnom prednjem mozgu i hipotalamusu.
acetilholin
centralna uloga u kontroli ciklusa budnost/san.
najvise u m. kori, tokom budnosti, a u retik. formaciji tokom REM.
neuroni medijalnog septuma -> u bazalnom prednjem mozgu, ostvaruju holinergicke veze sa hipokampusom i korteksom.
neuroni u laterodorzalnom tegmentumu (LDT) i pedunkulopontinskom jedru (PPT) odgovorni su za oslobadjanje Ach u talamusu, odnosno, m. stablu.
akt. u talamusu -> talamus iz eksplozivnog u relejni modus rada.
akt. tokom svih komponenti REMa.
noradrenalin
najznacajnije jedro je locus coereules (LC) koje se projektuje na prednji mozak, i nishodno na m. stablo i KM.
NA N u LC -> nFr (2-10Hz), pacemakerska akt. tokom budjenja i povecavaju svoju akt. tokom strasa i stanja ugrozenosti.
smanjena akt. tokom sporotal. sna i prekida se tokom REM.
prekid akt. LC -> inicijacija REM.
histamin
oslobodjen iz N zadnjeg dela hipotal. koji se projektuju na sve delove CNS; ponasaju se slicno LC N, osim njihovog delovanja na mis. afoniju.
serotonin
najveca kolekcija je u dorzalnim raphe jedrima (DR) koja inerviraju prednji mozak, sve delove m. stabla i KM. slicno ponasanje LC i histaminergickim N.
dopamin
najveca grupacija u substantia nigra (projekcija na dorz. striatum) i u ventr. tegm. oblasti (projekcija na korteks i l. sistem).
ne menjaju akt. tokom sna-budnosti.
GABA
glavni inh. neurotr. u mozgu.
neuroni retik. nukleusa talamusa i interneuroni neokort. i hipokampusa -> kriticna uloga u genezi EEG ritmova.
neuroni ventrolat. preoptickog jedra hipotal. (VLPO)
gusto se projektuju na N akt. tokom budnosti -> tuberomamilarno jedro hipotal, dorzalna raphe jedra i locus coeruleus, takodje oslobadjaju GABA.
povecana akt. VLPO, gasi akt. tih grupacija N koji su akt. tokom budnog sna.
projekcioni GABA N u bazalnom prednjem mozgu i ventralnoj tegmentalnoj oblasti
modulacija visoko fr EEG ritmova tokom budnog stanja.
GABA
primarni neurotr. N u SCN jedru hipotal, glavnom generatoru cirkadijalnog ritma.
glicin
glavni inh. neurotr. u KM.
oslobadjaju ga N magnocelularnog nukleusa u PM koji se projektuju na motoneurone KM -> uslovljava stanje misicne atonije tokom REM faze.
nocne more i enureza (mokrenje u krevetu)
vezani su za neREM.
somnabulizam (hodanje u snu)
obicno tokom 3. i 4. faze neREM spavanja.
insomnija
trajan problem padanja u san.
apnea
poremecaj disanja tokom spavanja, usled progresivne relaksacije grudnih misica, dijafragme i grkljana ili usled promena akt. spontano akt. respiratornih neurona u m. stablu.
