4.2 Periodesystemet

Nervesystemet

Nervesystemet er kommunikasjons- og styringssystemet til kroppen. Det mottek informasjon frå omgivnadene, handsamar henne, og sender signal til kroppen for å reagere.

Hovudfunksjonar:
1. Sansing: Mottek informasjon frå sanseorgan (auge, øyre, hud, nase, tunge)
2. Integrasjon: Handsamar informasjonen i hjernen og ryggmargen
3. Respons: Sender signal til musklar og kjertlar for å reagere

Døme: Du rører ei varm plate
1. Temperaturreseptorar i huda registrerer varme
2. Signal blir sendt til ryggmargen og hjernen
3. Hjerne og ryggmarg sender signal til musklar
4. Du dreg handa vekk

To hovuddelar

Nervesystemet består av to hovuddelar:

1. Sentralnervesystemet (SNS)
- Hjerne: Handsamar informasjon, tenking, hukommelse, kjensler
- Ryggmarg: Koplar hjernen til kroppen, reflekser

2. Perifert nervesystem (PNS)
- Somatisk nervesystem: Friviljug kontroll (skjelettmusklar)
- Autonomt nervesystem: Ufriviljug kontroll (indre organ)
- Sympatisk: "Kamp eller flukt"
- Parasympatisk: "Kvile og fordøy"

Nerveceller (nevron)

Nevron er spesialiserte celler som sender elektriske signal. Ei typisk nervecelle har tre hovuddelar:

Delar av ei nervecelle

1. Cellekropp (soma)
- Inneheld cellekjerne og organellar
- Produserer protein og energi
- Held cella i live

2. Dendrittar
- Korte, forgreina utskytingar frå cellekroppen
- Mottek signal frå andre nerveceller
- Mange dendrittar per nervecelle (kan motta tusenvis av signal)

3. Akson
- Lang, tynn utskyting frå cellekroppen
- Sender signal til andre celler
- Kan vere opptil 1 meter lang (f.eks. frå ryggmarg til tær)
- Omgjeven av myelinskjede (isolasjon)

4. Synapsar
- Samband mellom nerveceller
- Gap mellom akson og neste celle
- Signal blir overført via kjemiske stoff (nevrotransmittarar)

Myelinskjeda

Funksjon: Isolerer aksonet og aukar signalfarten

Oppbygging:
- Består av feittrike celler (Schwann-celler i PNS, oligodendrocyttar i SNS)
- Vikla rundt aksonet i lag
- Avbrote av Ranviers knutar (små gap)

Effekt:
- Signalet "hoppar" mellom knutane (saltatorisk leiing)
- Aukar farten frå 1 m/s til 100 m/s
- Sparer energi (færre ion må pumpast)

Sjukdom:
- Multippel sklerose (MS): Immunsystemet angrip myelinskjeda
- Signal blir langsame eller blokkerte
- Symptom: Svakheit, nummenheit, koordinasjonsproblem

Korleis blir nervesignal sende?

Nervesignal er elektriske impulsar kalla aksjonspotensial. Dei oppstår på grunn av endringar i ionefordelinga inne og utanfor cella.

Kvilemembranpotensial

Når ei nervecelle kviler (ikkje sender signal):

Fordelinga av iona:
- Inne i cella: Høg konsentrasjon av K⁺ (kalium), negativt ladde protein
- Utanfor cella: Høg konsentrasjon av Na⁺ (natrium), Cl⁻ (klorid)

Spenning:
- Innsida er negativ i forhold til utsida
- Kvilemembranpotensial: Omtrent -70 mV

Korleis blir dette halde oppe?
- Natrium-kalium-pumpa brukar energi (ATP) til å pumpe:
- 3 Na⁺ ut
- 2 K⁺ inn
- Dette held spenningsskilnaden stabil

Aksjonspotensial (nervesignal)

Fase 1: Depolarisering (opning av Na⁺-kanalar)
- Eit signal frå ei anna nervecelle gjer at Na⁺-kanalar blir opna
- Na⁺ strøymer inn i cella (ned konsentrasjonsgradienten)
- Innsida blir mindre negativ (meir positiv)
- Ved -55 mV (terskelverdi) blir fleire Na⁺-kanalar opna (positiv tilbakekopling)
- Spenninga når +30 mV (innsida er no positiv)

Fase 2: Repolarisering (opning av K⁺-kanalar)
- Na⁺-kanalar blir lukka
- K⁺-kanalar blir opna
- K⁺ strøymer ut av cella
- Spenninga søkk tilbake mot -70 mV

Fase 3: Hyperpolarisering
- K⁺-kanalar er opne for lenge
- Spenninga søkk under -70 mV (kortvarig)
- K⁺-kanalar blir lukka

Fase 4: Tilbake til kvile
- Natrium-kalium-pumpa gjenopprettar balansen
- Cella er klar til å sende nytt signal

Alt-eller-intet-prinsippet

- Aksjonspotensial skjer anten fullt ut eller ikkje i det heile
- Dersom stimulet er over terskelverdien (-55 mV) → Full respons (+30 mV)
- Dersom stimulet er under terskelverdien → Ingen respons
- Som ei tennlikning: Anten tend eller ikkje tend (ikkje "halvvegs tend")

Refraktærperiode

Etter eit aksjonspotensial kan ikkje cella umiddelbart sende nytt signal:

Absolutt refraktærperiode (1-2 ms):
- Na⁺-kanalar er inaktive
- Umogleg å sende nytt signal uansett kor sterkt stimulet er

Relativ refraktærperiode (2-5 ms):
- Na⁺-kanalar byrjar å bli aktive igjen
- Mogleg å sende signal, men krev sterkare stimulering

Betydning:
- Signal kan berre reise i éi retning (frå dendrittar → akson → synapse)
- Avgrensar frekvensen av signal

Synapsar og nevrotransmittarar

Ein synapse er sambandet mellom to nerveceller. Signalet blir overført frå éi celle til den neste via nevrotransmittarar (kjemiske signalstoff).

Oppbygging av ein synapse

1. Presynaptisk ende
- Enden av aksonet frå den sendande cella
- Inneheld vesiklar (små bobler) fylte med nevrotransmittarar

2. Synaptisk spalte
- Lite gap (20-40 nanometer) mellom cellene
- Signalet kan ikkje krysse som elektrisk impuls

3. Postsynaptisk membran
- Dendrittar eller cellekropp av mottakande celle
- Har reseptorar som nevrotransmittarar festar seg til

Korleis fungerer ein synapse?

Trinn 1: Aksjonspotensial når synapsen
- Elektrisk signal når den presynaptiske enden

Trinn 2: Ca²⁺-kanalar blir opna
- Aksjonspotensial får Ca²⁺-kanalar til å opnast
- Kalsium (Ca²⁺) strøymer inn i cella

Trinn 3: Eksocytose av nevrotransmittarar
- Ca²⁺ får vesiklar til å smelte med cellemembranen
- Nevrotransmittarar blir frigjorde til den synaptiske spalten

Trinn 4: Binding til reseptorar
- Nevrotransmittarar diffunderer over spalten
- Festar seg til reseptorar på den postsynaptiske membranen

Trinn 5: Respons i mottakande celle
- Eksitatorisk (opphissande): Opnar Na⁺-kanalar → Depolarisering → Aukar sjansen for aksjonspotensial
- Inhibitorisk (hemmande): Opnar K⁺ eller Cl⁻-kanalar → Hyperpolarisering → Reduserer sjansen for aksjonspotensial

Trinn 6: Nedbryting og gjenopptak
- Enzym bryt ned nevrotransmittarar i spalten
- Nokre blir tekne opp igjen av den presynaptiske cella (gjenopptak)
- Signalet blir avslutta

Viktige nevrotransmittarar

1. Acetylkolin
- Funksjon: Aktiverer musklar, læring, hukommelse
- Kvar: Nevromuskulær junction, delar av hjernen
- Nedbryting: Acetylkolinesterase

2. Dopamin
- Funksjon: Påskjøning, motivasjon, rørsle
- Kvar: Basalgangliar, prefrontal cortex
- Sjukdom: Parkinsons (for lite dopamin), schizofreni (for mykje dopamin)

3. Serotonin
- Funksjon: Humør, søvn, appetitt
- Kvar: Hjernestamme, utbreidd i hjernen
- Sjukdom: Depresjon (ofte for lite serotonin)

4. GABA (gamma-aminosmørsyre)
- Funksjon: Hemmande (roar ned nerveceller)
- Kvar: Heile hjernen
- Effekt: Angstdempande, anti-epileptisk

5. Glutamat
- Funksjon: Eksitatorisk (aktiverer nerveceller)
- Kvar: Heile hjernen
- Effekt: Læring, hukommelse

6. Noradrenalin
- Funksjon: Merksemd, årvakenheit, "kamp eller flukt"
- Kvar: Hjernestamme, utbreidd i hjernen og kroppen

Rusmiddel og synapsar

Mange rusmiddel påverkar synapsane:

Stimulerande (eksitatoriske):
- Kokain: Blokkerer gjenopptak av dopamin → Meir dopamin i synapsen → Eufori
- Amfetamin: Aukar frigjering av dopamin og noradrenalin → Auka energi, årvakenheit

Dempande (inhibitoriske):
- Alkohol: Forsterkar GABA (hemmande) og blokkerer glutamat (eksitatorisk) → Roar ned hjernen
- Benzodiazepinar: Forsterkar GABA → Angstdempande, beroligande

Hallusinogene:
- LSD: Påverkar serotoninreseptorar → Endra persepsjon

Sentralnervesystemet (SNS)

Sentralnervesystemet består av hjerne og ryggmarg.

Hjernen

Hjernen er kontrollsenteret til kroppen. Han handsamar informasjon, styrer rørsler, tenking, kjensler og hukommelse.

Hovuddelar av hjernen:

1. Storhjerne (cerebrum)
- Størst del av hjernen (85% av vekta)
- Delt i to halvdelar (hemisfærar): Venstre og høgre
- Grå substans (cortex): Ytre lag, inneheld cellekroppar, handsamar informasjon
- Kvit substans: Indre lag, inneheld akson, forbind område

Lappane i storhjernen:

a) Frontallappen (front)
- Funksjon: Planlegging, avgjerder, impulskontroll, rørsle
- Motorisk cortex: Styrer friviljuge rørsler

b) Parietallappen (topp)
- Funksjon: Berøring, smerte, temperatur
- Sensorisk cortex: Mottek sanseinntrykk frå kroppen

c) Temporallappen (side)
- Funksjon: Høyrsel, språkforståing, hukommelse

d) Oksipitallappen (bak)
- Funksjon: Syn, tolking av visuelle signal

2. Lillehjernen (cerebellum)
- Bak og under storhjernen
- Funksjon: Koordinasjon, balanse, finmotorikk
- Lagrar motoriske mønster (f.eks. sykle, spele piano)

3. Hjernestammen
- Forbind hjernen med ryggmargen
- Funksjon: Livsviktige funksjonar (pust, hjarterytme, blodtrykk)
- Inneheld:
- Mellomhjerne: Syn og høyrsel
- Pons: Pust, søvn
- Medulla oblongata: Hjarterytme, blodtrykk, reflekser (hoste, hikke)

4. Hypothalamus
- Liten, men viktig del under thalamus
- Funksjon:
- Homeostase (temperatur, tørste, svolt)
- Styrer hypofysen (hormon)
- "Kamp eller flukt"-respons

5. Hippocampus
- I temporallappen
- Funksjon: Danning av nye minne (langtidshukommelse)
- Skadd hos Alzheimers-pasientar

Ryggmargen

Funksjon:
- Kommunikasjon: Overfører signal mellom hjernen og kroppen
- Reflekser: Handsamar enkle reflekser utan at hjernen er involvert

Oppbygging:
- Grå substans (H-forma): Cellekroppar
- Kvit substans: Akson (oppadstigande og nedadstigande baner)

Vern:
- Ryggvirvlar (vertebrae): Bein som omgjev ryggmargen
- Meningar: Tre lag av membranar
- Cerebrospinalvæske: Væske som støtdempande pute

Perifert nervesystem (PNS)

Det perifere nervesystemet består av alle nervar utanfor sentralnervesystemet.

Somatisk nervesystem

Funksjon: Friviljug kontroll av skjelettmusklar og sanseinntrykk

To typar nervar:

1. Sensoriske (afferente) nervar
- Sender signal frå sanseorgan til sentralnervesystemet
- Døme: Berøring, smerte, syn, høyrsel

2. Motoriske (efferente) nervar
- Sender signal frå sentralnervesystemet til musklar
- Styrer friviljuge rørsler

Autonomt nervesystem

Funksjon: Ufriviljug kontroll av indre organ

Det autonome nervesystemet har to hovuddelar som ofte har motsette effektar:

Sympatisk nervesystem ("Kamp eller flukt")

Blir aktivert ved: Stress, fare, fysisk aktivitet

Effektar:
- Hjartet: Aukar hjartefrekvens og slagkraft
- Lunger: Utvidar luftvegane (meir O₂)
- Pupillar: Utvidar (betre syn)
- Fordøying: Reduserer (ikkje prioritert)
- Blodårer: Blir innsnevra i hud og mage, utvida i musklar
- Lever: Frigjer glukose (energi)
- Sveittekjertlar: Blir aktiverte
- Urin- og avføringsreflekser: Blir hemma

Nevrotransmittar: Noradrenalin (i dei fleste synapsane)

Parasympatisk nervesystem ("Kvile og fordøy")

Blir aktivert ved: Kvile, avslapping, etter måltid

Effektar:
- Hjartet: Reduserer hjartefrekvens
- Lunger: Snevrar inn luftvegane
- Pupillar: Trekkjer seg saman
- Fordøying: Aukar (produserer spytt, magesyre, tarmaktivitet)
- Blodårer: Blir utvida i mage og tarm
- Urin- og avføringsreflekser: Blir fremma

Nevrotransmittar: Acetylkolin

Samarbeid

Dei to systema balanserer kvarandre:
- Sympatisk: "Gasspedal"
- Parasympatisk: "Brems"

Under stress dominerer det sympatiske. Under kvile dominerer det parasympatiske.

Reflekser

Ein refleks er ein rask, automatisk respons på eit stimulus. Reflekser blir handsama i ryggmargen, ikkje hjernen, så dei er ekstremt raske.

Refleksboge

Ein refleksboge består av fem komponentar:

1. Reseptor
- Sansecelle som oppdagar stimulus
- Døme: Smerte-, berørings- eller strekkreseptorar

2. Sensorisk nevron
- Sender signal frå reseptor til ryggmargen
- Akson går inn i dorsale (bakre) del av ryggmargen

3. Integrasjonssenter (ryggmargen)
- Sensorisk nevron dannar synapse med:
- Interneuron (sambandsneuron) i ryggmargen
- Interneuron aktiverer motoriske neuron

4. Motorisk nevron
- Sender signal frå ryggmargen til effektor
- Akson går ut frå ventrale (fremre) del av ryggmargen

5. Effektor
- Muskel eller kjertel som utfører responsen
- Døme: Muskel trekkjer seg saman

Døme: Strekkerefleks (knerefleks)

Stimulus: Lege slår på sene under knescheiba

1. Reseptor: Strekkreseptorar i quadriceps-muskelen registrerer strekk
2. Sensorisk nevron: Signal til ryggmargen
3. Ryggmarg: Sensorisk nevron dannar synapse direkte med motorisk nevron (ingen interneuron)
4. Motorisk nevron: Signal til quadriceps-muskel
5. Effektor: Quadriceps trekkjer seg saman → Beinet sparkar

Samtidig:
- Eit inhibitorisk interneuron sender signal til antagonistmuskelen (hamstring)
- Hamstring slappar av (elles ville han motverke rørsla)

Funksjon:
- Held kroppen oppreist
- Dersom du byrjar å falle framover, blir quadriceps strekt → Refleks trekkjer deg opp

Døme: Tilbaketrekkingsrefleks

Stimulus: Du trakkar på ein skarp stein

1. Reseptor: Smertesensorar i foten
2. Sensorisk nevron: Signal til ryggmargen
3. Ryggmarg:
- Interneuron aktiverer motoriske neuron til bøyemusklar i beinet
- Samtidig blir strekkemusklane hemma
4. Motorisk nevron: Signal til bøyemusklar
5. Effektor: Bøyemusklar trekkjer seg saman → Du trekkjer foten vekk

Samtidig:
- Signal blir òg sende opp til hjernen (du kjenner smerte)
- Men refleksen skjer før du er medviten smerten

Kryss-ekstensor refleks:
- Medan du trekkjer den eine foten opp, blir strekkemusklane i det andre beinet aktiverte
- Dette hindrar at du fell når du tek foten opp

Betydning:
- Vernar kroppen frå skade
- Ekstremt rask (50-100 ms)
- Ingen medviten kontroll