background image

2014-01-10 

Biologiczne podstawy zachowań; 

genetyka zachowania 

Robert K. Filipkowski 

filipkowski@vizja.pl 

J.W. Kalat, str. 188-207 

1. Reagują na nacisk, zginanie lub inne zniekształcenia receptora. 
2. Zmysły mechaniczne: 

- dotyk 
- ból 
- inne wrażenia z ciała 
- zmysł równowagi 

- słuch 

ZMYSŁY MECHANICZNE 

Właściwości dźwięku 

natężenie dźwięku 

subiektywna głośność 

liczba drgań na sekundę (Hz) 

subiektywna wysokość 

wyższy 

niższy 

głośniejszy 

cichszy 

Zakres słyszalności człowieka: 15 Hz – 20 000 Hz (20 kHz)  

Spektrogram (przykład) 

Narząd słuchu; budowa ucha 

UCHO 

ZEWNĘTRZNE 

WEWNĘTRZNE 

ŚRODKOWE 

- małżowina uszna 
- kanał słuchowy  
   zewnętrzny 

- ślimak 
- narząd równowagi 

- kosteczki słuchowe: 
 

- młoteczek,  

 

- kowadełko,  

 

- strzemiączko 

błona bębenkowa 

okienko owalne 

Receptory słuchu – komórki włoskowate ślimaka 

nerw słuchowy 

background image

2014-01-10 

Receptory słuchu – komórki włoskowate ślimaka, 

aktywacja 

zasada częstotliwości 

– częstotliwość drgań = częstotliwość potencjałów czynnościowych 

 

 

 

(teoretycznie możliwe do 1000 Hz ze względu na okres refrakcji) 

zasada salwy 

– powyżej 100 Hz kilka komórek rejestruje szczyty fal dźwiękowych 

zasada częstotliwości 

– częstotliwość drgań = częstotliwość potencjałów czynnościowych 

 

 

 

(teoretycznie możliwe do 1000 Hz ze względu na okres refrakcji) 

zasada salwy 

– powyżej 100 Hz kilka komórek rejestruje szczyty fal dźwiękowych 

zasada miejsca 

– powyżej 4000 Hz decydują właściwości 

błony podstawnej 

miękka – przy wierzchołku 
twarda – u podstawy  
(obok okienka owalnego)

 

Droga słuchowa

 

pierwszorzędowa kora słuchowa

 

wzgórek czworaczy dolny

 

wzgórek czworaczy górny – część drogi wzrokowej!!! 

większość  sygnałów wędruje 

kontralateralnie 

Tonotopowa organizacja kory słuchowej

 

głuchota przewodzeniowa 

– uszkodzenie kosteczek ucha środkowego 

leczenie:  

aparat słuchowy / implant ślimakowy 

background image

2014-01-10 

głuchota nerwowa 

– uszkodzenie ucha wewnętrznego lub nerwu słuchowego 

głuchota przewodzeniowa 

– uszkodzenie kosteczek ucha środkowego 

leczenie:  
implanty pniowe 

mikrofon  
przetwornik cyfrowy 
połączenie  
z nerwem słuchowym 
lub pniem mózgu 

głuchota nerwowa 

– uszkodzenie ucha wewnętrznego lub nerwu słuchowego 

głuchota przewodzeniowa 

– uszkodzenie kosteczek ucha środkowego 

szumy uszne 

– 

tinnitus

, przeważnie „słyszenie fantomowe” powiązane z utratą zdolności 

 

 

 

         słyszenia wysokich tonów 

różnica czasie przybycia 

– szybciej do ucha bliższego źródła dźwięku 

różnica w głośności 

– dźwięk cichszy w „cieniu akustycznym” 

przesunięcie w fazie

 – fala dźwiękowa może być w innej fazie;  

 

 

 

      dla dźwięków o niskiej częstotliwości,  

 

 

 

      kluczowa wielkość głowy 

J.W. Kalat, str. 194-195 

J.W. Kalat, str. 197-207 

1. Reagują na nacisk, zginanie lub inne zniekształcenia receptora. 
2. Zmysły mechaniczne: 

- dotyk 
- ból 
- inne wrażenia z ciała 

- zmysł równowagi 

(- słuch) 

1. Wykrywa pozycję i ruch głowy. 
2. Narząd przedsionkowy (przylega do ślimaka): 

- narządy otolitowe (woreczek i łagiewka; otolity – ziarna węglanu wapnia) 
- trzy przewody półkoliste  
(wypełnione galaretowatą substancją, wyścielone komórkami włoskowatymi) 

Układ czucia somatycznego – 

somatosensoryczny 

(przetwarza wrażenia z ciała i jego ruchów) 
 
Obejmuje wiele zmysłów: 
- różne odmiany 

dotyku

- nacisk 

głęboki

- czucie 

zimna

- czucie 

ciepła

- czucie 

bólu

- czucie 

swędzenia

- czucie 

łaskotania

- czucie 

położenia i ruchu stawów

 

background image

2014-01-10 

 

Dermatomy

 –  

 

Obszary skóry unerwione 
przez kolejne czuciowe nerwy 
rdzeniowe 

 
 

J.W. Kalat, Rys. 7.14 

Różny przebieg dróg czucia; drogi czucia a drogi bólu 

Neurony  

I-rzędowe 

II-rzędowe 

III-rzędowe 

Ciała neuronów  

I-rzędowych w zwojach 

rdzeniowych lub czaszkowych 

Ból 

- nieprzyjemne doznanie 

czuciowe i 

emocjonalne

, związane z aktualnym, 

potencjalnym lub domniemanym uszkodzeniem 
tkanek organizmu  

Ból 

Międzynarodowe Towarzystwo Badań nad Bólem 

subiektywne składniki bólu:  
 

sensoryczny

  

 

emocjonalny

 

por. J.W. Kalat, str. 204 

Cechy bólu: 

 
- doznanie mało precyzyjne 
- o słabo wyrażonej lokalizacji 
- nie ulega habituacji 
- podlega kontroli mechanizmów rdzeniowych i nadrdzeniowych  
 

 

 

 

 

 

(pnia mózgu) 

niejednorodny (wiele rodzajów), np. 

 

 

 

- ból fizjologiczny 

 

 

 

- ból patologiczny 

 

Ból fizjologiczny 

 

- sygnalizator potencjalnego lub rzeczywistego uszkodzenia (

znaczenie ochronne

- przyczyny:  

- bodziec mechaniczny lub termiczny (

skóra) 

 

 

- uderzenie w kość 

 

 

- naprężenie więzadła 

 

 

- naciągnięcie torebki stawowej 

Ból patologiczny / przyczyny:  

- uszkodzenia mechaniczne  

 

 

 

(skaleczenie, zranienie, złamania kości, zwichnięcia stawów) 

 

 

 

 

- uszkodzenia chemiczne (działanie kwasów, zasad) 

 

 

 

 

- uszkodzenia termiczne (oparzenia) 

 

 

 

 

- zmiany zapalne 

 

 

 

 

- procesy nowotworowe (np. rozrost, naciek, ucisk) 

 

 

 

 

- niedokrwienie narządów  

 

 

 

 

- ucisk na nerwy (

 

nerwoból, rwa

 

 

 

 

- uszkodzenie nerwów (

 

ból neuropatyczny

 

 

 

 

- kamienie nerkowe i żółciowe 

 

 

 

 

- zabiegi operacyjne 

Ból patologiczny może  
trwać mimo braku 
szkodliwego bodźca 
 
przyczyna 

– funkcjonalne 

zmiany w obwodowych 
neuronach czucia bólu  

hiperanalgezja

 – nadwrażliwość na ból, nadmierne odczuwanie bólu 

 

allodynia

 – odczuwanie jako bólowych takich bodźców, które normalnie nie sprawiają bólu 

Różny przebieg dróg czucia 

Neurony  

I-rzędowe 

II-rzędowe 

III-rzędowe 

Ciała neuronów  

I-rzędowych w zwojach 

rdzeniowych lub czaszkowych 

background image

2014-01-10 

Przyczyna bólu: 

 
aktywacja 

nocyceptorów

 (receptory bólu); 

ich drażnienie powoduje 

odruchy obronne

 (

nocyceptywne

 
czucie bólu - 

nocycepcja 

Nocyceptory, receptory bólu (występowanie): 

 

 

 

- skóra 

 

 

 

- narządy ruchu (okostna, torebki stawowe, więzadła) 

 

 

 

- rogówka oka 

 

 

 

- miazga zębowa 

 

 

 

- opona twarda mózgu 

Nocyceptory skóry (2 rodzaje) – receptory bólu

 

-

mechaniczne receptory bólu

: gołe zakończenia nerwowe 

zmielinizowanego

 aksonu 

typu 

A

d

, pobudzane przez ucisk, kłucie; odpowiedzialne za 

początkową 

percepcję bólu 

(ostry, kłujący, zlokalizowany) 

 

-

nocyceptory polimodalne

: gołe zakończenia 

niezmielinizowanych

 włókien typu 

C

pobudzane przez wysoką temperaturę, bodźce mechaniczne i chemiczne; percepcja 
bólu palącego, źle zlokalizowanego i źle tolerowanego, 

późnego 

Kinetyka przewodzenia informacji o bólu 

nocyceptory 

receptory  
dotyku 

włókno A

b

 (60 m/s) 

włókno A

d

 (10 m/s) 

włókno C (1 m/s) 

ból ostry, „szybki” 

ból piekący, „wolny” 

rodzaje obwodowych włókien nerwowych, 
(Sadowski, str. 158; Longstaff, str. 99) 

Szybciej przewodzą włókna zmielinizowane i grubsze. 

nocyceptory 

Ból „wolny” może się przedłużać 

włókno C (1 m/s) 

ból piekący, „wolny” 

Substancje wzmagające ból 
(uwrażliwienie  nocyceptorów) 
/mediatory zapalenia: 
- bradykinina 
- histamina 
- serotonina (5-HT) 
- prostaglandyny 
- jony potasu 
 

Aktywacja gleju 

substancja P  
(peptydowy neuroprzekaźnik) 

komórka tuczna 

(mastocyt) 

substancja P  

Ból „wolny” może się przedłużać 

substancja P  
(peptydowy neuroprzekaźnik) 

komórka tuczna 

(mastocyt) 

substancja P  

histamina 

bradykinina 

serotonina 

prostaglandyny 

jony potasu 

komórka 

zwoju rdzeniowego 

korzenia grzbietowego 

rdzeń kręgowy 

róg grzbietowy 

Ból „wolny” może się przedłużać ;  
rozwija się 

ból patologiczny 

+ aktywacja gleju 
+ NGF (więcej zakończeń nerwowych) 

naczynie 
krwionośne 

Sensytyzacja bólu 
(

por. J.W. Kalat, str. 204

Neuron czuciowy I-rzędowy, komórka rzekomojednobiegunowa 

komórka 

zwoju rdzeniowego 

korzenia grzbietowego 

rdzeń kręgowy 

róg grzbietowy 

background image

2014-01-10 

Teoria bramkowania; bramka rdzeniowa 
Modulowanie czucia bólu 

neuron II-rzędowy 

włókno C (analogicznie włókno A

d

włókno A

b

 

silna aktywacja 

neuron II-rzędowy 

włókno C 

włókno A

b

 

słaba lub obniżona aktywacja 

róg grzbietowy rdzenia 
kręgowego 
(istota galaretowata) 

(zmniejszenie czucia bólu dzięki masowaniu okolic rany, 
akupunkturze) 

Teoria bramkowania; bramka rdzeniowa 
Modulowanie czucia bólu 

neuron II-rzędowy 

włókno C (analogicznie włókno A

d

włókno A

b

 

silna aktywacja 

neuron II-rzędowy 

włókno C 

włókno A

b

 

słaba lub obniżona aktywacja 

(zmniejszenie czucia bólu dzięki masowaniu okolic rany, 
akupunkturze) 

Neuroprzekaźniki 

 
pobudzenie: 
- glutaminian 

substancja P 

(włókna nocyceptywne; 
sygnał silnego bólu) 
 
hamowanie: 

enkefalina (endorfina) 

(interneurony hamujące) 

por. J.W. Kalat, str. 202 

Teoria bramkowania; bramka rdzeniowa 
Modulowanie czucia bólu 

neuron II-rzędowy 

do ośrodków 
czucia bólu  
w mózgowiu 

odruch 
nocyceptywny 

kolaterala 

Trzy drogi przenoszenia informacji do ośrodków czucia bólu w mózgu 

przez  wzgórze 

przez twór siatkowaty 

do śródmózgowia 

rdzeń 
kręgowy 

rdzeń 
przedłużony 

most 

śródmózgowie 

wzgórze 

kora czuciowa 

Droga przez wzgórze 

kora czuciowa 

wzgórze 

rdzeń 
kręgowy 

rdzeń 
przedłużony 

most 

 

ocena lokalizacji bólu 

 

do kory 
asocjacyjnej 

Droga przez twór siatkowaty 
(dochodzi do 

tworu siatkowatego

 

w rdzeniu i moście

 

kora czuciowa 

twór siatkowaty 

rdzeń 
kręgowy 

rdzeń 
przedłużony 

most 

neuron z projekcją do 

wzgórza 

do kory 
asocjacyjnej 

twór siatkowaty 

wzgórze 

pobudzenie 

tworu siatkowatego 

funkcje:  

- wywołanie stanu wzbudzenia, trudności z zaśnięciem 
- regulacja reakcji emocjonalnej 
- modulacja odruchów nocyceptywnych 
- tłumienie bólu 

background image

2014-01-10 

Droga do śródmózgowia 
(dochodzi do 

istoty szarej okołowodociągowej

 ) 

 

śródmózgowie 

istota szara 
okołowodociągowa 

rdzeń 
kręgowy 

rdzeń 
przedłużony 

most 

wzgórki czworacze górne 

wzgórki czworacze dolne 

- rola w tłumieniu bólu 

Ośrodkowy system tłumienia bólu 
 

analgezja

 - znieczulenie 

śródmózgowie 

istota szara 

okołowodociągowa 

rdzeń 
kręgowy 

rdzeń 
przedłużony 

most 

komórka zwoju rdzeniowego 

korzenia grzebietowego 

istota szara okołowodociągowa   
(nadrzędny ośrodek tłumienia bólu) 

drażnienie elektryczne  
 

– całkowita analgezja 

podwzgórze 

wzgórze 

ciało migdałowate 

twór siatkowaty mostu 

rdzeń kręgowy (impulsy bólowe) 

stymulacja interneuronów 

hamujących  

Aspekt czuciowy i 

emocjonalny bólu 

wzgórze 

podwzgórze 

por. J.W. Kalat, str. 204 

szlak „emocjonalny” 

bólu 

istota  szara 
okołowodociągowa 

jądro środkowe  

ciała migdałowatego 

The molecular dynamics of pain control 
Stephen P. Hunt & Patrick W. Mantyh 
Nature Reviews Neuroscience 2, 83-91 

szlak hamujący 

czucie bólu 

aktywacja kory 

zakrętu obręczy 

kora czuciowa 

szlak „czuciowy” 
bólu 

rdzeń 

kręgowy 

(interpretacja 
sygnału jako ból) 

Czynniki wywołujące 

ANALGEZJĘ 

 
stres (u zwierząt, u ludzi – np. na polu bitwy, po wypadkach samochodowych) 
akupunktura 
stany emocjonalne (np. pobudzenie seksualne) 
 
mechanizm: 
- blokowanie bramki rdzeniowej 
- stymulacja ośrodków tłumienia bólu 
- uwolnienie 

endorfin 

 
znieczulenie: 

miejscowe

 (np. 

lidokaina

 u dentysty (

blok pompy sodowo-potasowej

)) 

regionalne

  

(tzw. blokada, np. przy porodzie, np. 

bupiwakaina

 (

blok kanałów sodowych

) + 

opioidy

ogólne 

(blokowanie przewodzenia w korze mózgowej,  

np. 

halotan

 – 

agonista GABAR

,    

 

 

 

 

 

ketamina

 – 

antagonista NMDAR

Jak to się dzieje, że morfina w ogóle działa na człowieka?

 

Receptory opioidowe 

m

 (mi) 

d

 (delta) 

k

 (kappa) 

 

występują w strukturach układu tłumiącego ból 
 
Antagoniści 
nalokson

 – 

antagonista

 receptorów opioidowych, działanie krótkie 

naltrekson

 – 

antagonista

 receptorów opioidowych, działanie przedłużone 

 
zastosowanie: 
- leczenie zatruć morfiną 
- różnicowanie form analgezji (opioidowe/nieopioidowe) 

 

Agoniści 

neuroprzekaźniki – naturalne endogenne opioidy  
 
 

opioidy – ogólna nazwa na substancje działające na receptory dla opioidów  
opiaty – substancje pochodzące z opium: np. morfina.  
opioidy = opiaty + substancje niepochodzące z opium, 
 

np. syntetyczna kodeina, endogenna endorfina 

Trzy białka prekursorowe – źródło endorfin 

endorfina

 = endogenna morfina 

proopiomelanokortyna  (POMC) 

proenkefalina 

prodynorfina 

ACTH – hormon adrenokortykotropowy  (kortykotropina) 

b

-END – 

b

-

endorfina 

 
M – met-

enkefalina

 (e. metioninowa) 

L – leu-

enkefalina

  (e. leucynowa) 

 
D8 – 

dynorfina 

N – 

neodynorfina 

endomorfina

-1 

endomorfina

-2   

background image

2014-01-10 

Działanie endorfin 

1. Działają na receptory opioidowe (metabotropowe) 

2. 

Aktywacja hamujących białek G

, zahamowanie cyklazy adenylanowej 

     (hamowanie neuronu) 

3. Otwarcie kanałów potasowych (hiperpolaryzacja błony) 
     (hamowanie działania neuronu) 

Uwalnianie endorfin 

1. Silny ból, którego nie można uniknąć 

2. Zachowania seksualne 

3. Wysiłek fizyczny („euforia biegacza”) 

4. Doznania estetyczne (słuchanie muzyki) 

Stosowanie morfiny 

Najskuteczniejsze jeszcze przed rozpoczęciem operacji chirurgicznej 

J.W. Kalat, str. 205 

Układ endokannabinoidowy / 

uczestniczy m.in. w regulacji czucia bólu 

kannabinoidy - neuroprzekaźniki 
 
Receptory 
CB

1

 (m.in. w mózgu) 

CB

2

 (gł. komórki ukł. odpornościowego, 

komórki mikrogleju

 
Receptory CB

1

 są powiązane z białkami G,  

ich aktywacja prowadzi do spadku stężenia cAMP. 
 
 
 
 
 
 
 
 

Endokanabinoidy 
 
np.  
- anandamid 
- 2-arachidonoiloglicerol  
 
 
 
Działają jako neuroprzekaźniki wsteczne! 

por. J.W. Kalat, str. 457-458 

Metody badania bólu u zwierząt 

Test gorącej płytki 
(otrząsanie i lizanie tylnej kończyny) 

Test cofania ogona 
(pod wpływem wiązki światła)