Nervesystemet (9788245026955)

Nervesystemet

Boka er pedagogisk oppbygget og dekker faginnholdet for nasjonal deleksamen i anatomi, fysiologi og biokjemi for bachelorutdanningen i sykepleie. Boka har også med kliniske eksempler og oppgaver som gjør den ypperlig for repetisjon før eksamen. Primærmålgruppen er sykepleierstudenter.

Andre studenter innenfor helsefag og idrettsfag vil også ha stor nytte av boka.

Lars Kyte

Nervesystemet er en innføringsbok i et sentralt tema innen anatomi og fysiologi. Nervesystemet påvirker hele kroppen, og god kunnskap om nervesystemet er avgjørende for å forstå mange av kroppens funksjoner. Kunnskap om nervesystemet gir også et grunnlag for å forstå sykdomsprosesser i nervesystemet og hvordan disse behandles.

Lars Kyte er lege og spesialist i nevrologi. Han er førstelektor ved Høgskulen på Vestlandet og har lang erfaring som lærer i anatomi og fysiologi ved sykepleierutdanningen i Førde.

Lars Kyte

Boka Nervesystemet inngår i Fagbokforlagets «kortlest»-serie i naturvitenskapelige emner for sykepleiestudenter.

NERVESYSTEMET En innføring

ISBN 978-82-450-2695-5

,!7II2E5-acgjff!

Lars Kyte

NERVESYSTEMET En innføring

Copyright © 2020 by Vigmostad & Bjørke AS All Rights Reserved 1. utgave / 1. opplag 2020 ISBN: 978-82-450-2695-5 Grafisk produksjon: John Grieg, Bergen Omslagsdesign ved forlaget Omslagsfoto: © shutterstock/Romanova Natali © shutterstock/80's Child Andre bøker i serien: Hjertet og sirkulasjonssystemet, Kjemi, biokjemi og cellebiologi og Blodet og immunsystemet Spørsmål om denne boken kan rettes til: Fagbokforlaget Kanalveien 51 5068 Bergen Tlf.: 55 38 88 00 e-post: fagbokforlaget@fagbokforlaget.no www.fagbokforlaget.no Materialet er vernet etter åndsverkloven.

Uten uttrykkelig samtykke er eksemplarfremstilling bare tillatt når det er hjemlet i lov eller avtale med Kopinor.

Forord Denne boka beskriver nervesystemets anatomi og fysiologi, som er fagområder i sykepleierutdanningen og i andre utdanninger innen helsefag. Boka er lagt opp etter de faglige kravene og det kunnskapsnivået som forventes om nervesystemet i nasjonal beskrivelse av faginnhold for sykepleierutdanningen 2019–2020.

Det er brukt en rekke illustrasjoner for å tydeliggjøre stoffet.

I tillegg er det satt inn eksempler fra klinisk praksis for å vise hvordan sykdom på forskjellige måter kan påvirke nervesystemet.

Det er også tatt med noen eksempler på legemidler som påvirker nervesystemet.

Bakerst i boka er det oppgaver om nervesystemets anatomi og fysiologi. Oppgavene er ordnet i samme rekkefølge som kapitlene i boka.

Forord

5

Innholdsfortegnelse Introduksjon ..................................................................................... 9 Hovedtrekk om nervesystemets anatomi .............................................. 9 Funksjonell inndeling av nerveforbindelser til og fra sentralnervesystemet ............................................................. 10 Nerveceller ...................................................................................... 15 Hvordan nerveceller leder nervesignaler ........................... 17 Hva skjer når en nervecelle stimuleres? ...............................................

Hvordan transporteres nervesignaler langs aksonet? .........................

Refraktærperioden ...............................................................................

Myelin øker nerveledningshastigheten ................................................

18 21 22 23

Synapser ........................................................................................... 27 Hvordan ledes nervesignaler over en synapse? ................................... 29 Stimulerende og hemmende synapser ................................................. 31 Sentralnervesystemet ................................................................. 33 Inndeling av hjernen ............................................................................

Hjernestammen ...................................................................................

Lillehjernen (cerebellum) .....................................................................

Mellomhjernen (diencefalon) ..............................................................

Storhjernen (cerebrum) .......................................................................

Ryggmargen .........................................................................................

Hjernehinnene .....................................................................................

Ventrikkelsystemet og cerebrospinalvæsken .......................................

Blod–hjerne-barrieren .........................................................................

Hjernens blodforsyning ........................................................................

Innholdsfortegnelse

33 34 36 37 40 49 52 55 59 62

7

Nervesignalenes vei fra huden til storhjernebarken ....... 65 Nervesignalenes vei fra storhjernebarken til skjelettmusklene ...................................................................... 68 Refleksbuer ..................................................................................... 71 Det autonome nervesystemet .................................................. 74 Det sympatiske nervesystemet ............................................................ 76 Det parasympatiske nervesystemet ..................................................... 77 Virkningene av det sympatiske og det parasympatiske nervesystemet ................................................. 78

Noen viktige nerver i det perifere nervesystemet ............ 82 Litteratur .......................................................................................... 88 Sentrale oppgaver ......................................................................... 90 Stikkordregister ............................................................................ 96 Illustrasjonsliste ......................................................................... 100

8

Nervesystemet

Introduksjon Nervesystemet er involvert i nesten alt vi foretar oss i dagliglivet.

Vi trenger for eksempel nervesystemet for å se, høre, lukte, smake og føle, og dermed være i stand til å oppfatte omgivelsene rundt oss. Nervesystemet er også nødvendig for at vi skal kunne tenke, snakke, puste, bevege oss og fordøye maten vi spiser. I tillegg til dette påvirker nervesystemet en rekke andre funksjoner i kroppen som vi ikke tenker over i det daglige. For å utføre oppgavene sine må nervesystemet være i stand til å formidle informasjon til og fra kroppens forskjellige organer. Dette skjer ved at nervesignaler ledes gjennom nerver og nervebaner, og kroppen har et nettverk av nerver som gjør det mulig å sende slike signaler rundt omkring i hele kroppen. Denne boka gir en innføring i hvordan nervesystemet løser sine forskjellige oppgaver. For å svare på det må vi se både på hvordan nervesystemet er bygget opp og hvordan det fungerer.

Hovedtrekk om nervesystemets anatomi Anatomisk består nervesystemet av to hoveddeler: sentralnervesystemet og det perifere nervesystemet (fig. 1). Sentralnervesystemet utgjøres av hjernen og ryggmargen. Hjernen ligger beskyttet inne i kraniet og er forbundet med ryggmargen som er en bunt med nervebaner som leder nervesignaler til og fra hjernen. Ryggmargen er omgitt av virvlene i ryggraden. Både

Introduksjon

9

hjernen og ryggmargen er derfor «pakket inn» i skjelettet, noe som reduserer faren for skader på sentralnervesystemet.

Det perifere nervesystemet består av nerver som går fra hjernen eller ryggmargen til kroppens forskjellige organer. Gjennom disse ledes nervesignaler mellom sentralnervesystemet og organene.

Funksjonell inndeling av nerveforbindelser til og fra sentralnervesystemet Sentralnervesystemet og det perifere nervesystemet er forbundet med hverandre. Det betyr at nervesignaler for eksempel kan sendes fra huden på tærne og opp til hjernen eller fra hjernen til musklene i armene våre. For at dette skal være mulig, går det en rekke nerveforbindelser til og fra hjernen. Disse nerveforbindelsene består av nerveceller. Hvordan nerveceller er bygget opp, er beskrevet i neste kapittel (se side 15).

I det perifere nervesystemet ledes nervesignalene gjennom nerver, mens vi bruker begrepet nervebane om den veien et nervesignal følger gjennom sentralnervesystemet. For eksempel må et nervesignal som skal ledes fra huden på armen og inn til hjernen, først følge en nerve inn til ryggmargen og deretter en nervebane oppover i ryggmargen til hjernen.

Nerveforbindelsene som leder nervesignaler til og fra sentralnervesystemet, kan deles inn i noen hovedtyper ut fra hvilken funksjon de har (fig. 2).

Det somatosensoriske nervesystemet (det sensoriske nervesystemet) Dette begrepet brukes om en rekke nerveforbindelser som leder nervesignaler fra huden og andre organer til sentralnervesystemet. Det somatosensoriske nervesystemet formidler sanseinntrykk fra omgivelsene, for eksempel stikk eller berøring mot huden. Det formidler også sanseinformasjon fra ledd og muskler.

10

Nervesystemet

Sentralnervesystemet (bestĂĽr av hjernen og ryggmargen)

Det perifere nervesystemet (omfatter alle nerver som gĂĽr ut fra hjernen eller ryggmargen til kroppens forskjellige organer)

Figur 1 Sentralnervesystemet og det perifere nervesystemet.

Sentralnervesystemet

Det somatosensoriske nervesystemet

Det somatisk-motoriske nervesystemet

Det autonome nervesystemet

Hud og andre organer

Skjelettmuskler

Hjertemuskulatur Glatt muskulatur Kjertler Figur 2 Nerveforbindelser til og fra sentralnervesystemet.

Det gir for eksempel hjernen informasjon om leddenes stilling, noe som gjør oss i stand til å kunne si hvilken stilling kroppens forskjellige ledd har, selv om vi lukker øynene. Det somatosensoriske nervesystemet formidler også informasjon fra indre organer, for eksempel smerte fra galleveiene ved gallestein eller fra magesekken ved magesår. Nervecellene i det somatosensoriske nervesystemet kalles sensoriske nerveceller.

Nervesignalene både fra huden, bevegelsesapparatet og de indre organene må ledes helt opp til hjernen for at vi skal kunne oppfatte sanseinntrykkene fra omgivelsene eller fra ledd, muskler og kroppens indre organer.

Det somatisk-motoriske nervesystemet (det motoriske nervesystemet) Dette begrepet brukes om nerveforbindelser som leder nervesignaler fra sentralnervesystemet til skjelettmusklene. De aller fleste av disse musklene er i bevegelsesapparatet. Når vi skal gjøre en bevegelse, må det ledes nervesignaler helt fra hjernen og ut til skjelettmusklene som utfører bevegelsen.

Vi har viljemessig kontroll over det somatisk-motoriske nervesystemet, det vil si at vi kan kontrollere skjelettmusklene våre, og dermed også bevegelsene. Det betyr at vi selv kan bestemme når det skal sendes nervesignaler i denne delen av nervesystemet, og det gjør at vi selv kan avgjøre når og i hvilket omfang vi vil bruke de forskjellige skjelettmusklene våre. Nervecellene i det somatisk-motoriske nervesystemet kalles motoriske nerveceller.

Et annet navn på disse nervecellene er motonevroner.

Det autonome nervesystemet Denne delen av nervesystemet leder nervesignaler fra sentralnervesystemet til kjertler, glatt muskulatur og hjertemuskulatur. Eksempler på kjertler som får nervesignaler gjennom det autonome nervesystemet, er spyttkjertler og svettekjertler. Glatt

Introduksjon

13

muskulatur finnes i en rekke organer og organsystemer, blant annet i øynene, luftveiene, mage-tarm-kanalen og urinveiene.

Hjertemuskulatur har vi bare i hjertet.

Vi kan ikke selv kan bestemme når og i hvilket omfang det skal sendes nervesignaler i det autonome nervesystemet. Felles for alle strukturer som får nerveforsyning gjennom det autonome nervesystemet, er derfor at vi ikke har viljemessig kontroll over disse. Vi er derfor for eksempel ikke i stand til å bestemme selv hvor mye vi vil svette, eller hvor raskt tarminnholdet skal forflyttes gjennom tarmen. Det autonome nervesystemet er nærmere beskrevet i et senere kapittel (se side 74).

14

Nervesystemet

Nerveceller Det er to hovedtyper celler i nervesystemet: nerveceller og gliaceller. Det finnes forskjellige typer gliaceller, og de har ulike funksjoner. Vi kommer tilbake til noen av disse seinere. Nervecellenes oppgave er å lede nervesignaler. Nervecellene har forskjellig størrelse og form, men de har noen fellestrekk (fig. 3). Det området av nervecellen der cellekjernen ligger, kalles cellekroppen. Ut fra cellekroppen går utløpere som kan motta signaler fra andre nerveceller. Disse utløperne kalles dendritter.

Cellekroppen har også en utløper som kalles akson (nervefiber).

Aksonet er selve «ledningen» for nervesignalene, og overgangen mellom cellekroppen og aksonet kalles aksonhals. Lengden på aksonet varierer mye fra nervecelle til nervecelle, avhengig av hvor langt nervesignalene skal ledes. Noen av nervecellene i hjernen kan for eksempel ha aksoner som bare er noen få millimeter lange, mens nerveceller som går fra ryggmargen og ut i tærne, kan ha aksoner på omkring en meter. Enden av aksonet kalles nerveende. Ofte forgreiner aksonet seg når det nærmer seg nerveenden, noe som gjør at et akson kan ha flere nerveender.

Nerveendene har kontakt med andre celler. Dette kan enten være andre nerveceller eller celler i et organ som nervecellen skal sende informasjon til.

I nervene i kroppen ligger mange aksoner parallelt. Hvert av disse aksonene tilhører en nervecelle. Det er altså mange nerveceller som sender aksonene sine gjennom samme nerve. Nervene

Nerveceller

15

i det perifere nervesystemet er derfor egentlig bunter med aksoner.

Ofte kan det i en og samme nerve både være aksoner som tilhører sensoriske nerveceller og aksoner som tilhører motoriske nerveceller. Det kan også være aksoner som tilhører det autonome nervesystemet. I en og samme nerve kan det derfor være både aksoner som leder nervesignaler til sentralnervesystemet og aksoner som leder nervesignaler fra sentralnervesystemet.

I sentralnervesystemet danner bunter med aksoner nervebaner. I nervebanene sendes nervesignaler til og fra forskjellige områder av sentralnervesystemet, for eksempel fra ett område i hjernen til et annet, eller oppover eller nedover i ryggmargen.

Cellekropp

Aksonhals

Akson

Dendritter

Cellekjerne

Nerveender

Figur 3 Nervecelle.

Hvordan nerveceller leder nervesignaler Nerveceller er spesialisert til å lede nervesignaler. Dette kalles nerveledning. For at et nervesignal skal ledes gjennom en nervecelle, må nervecellen bli stimulert. Hva som skal til for å stimulere en nervecelle, avhenger av hva slags nervecelle det er, og hvor i nervesystemet nervecellen befinner seg. Nerveceller i huden kan for eksempel stimuleres når vi stikker oss på en nål på armen.

Da sendes nervesignaler i en nerve fra huden til ryggmargen.

Derfra sendes signalene videre gjennom nervebaner oppover i ryggmargen til hjernen. Signalene må nå helt opp til hjernen for at vi skal kjenne nålestikket. Fordi nervesignalene ledes svært raskt gjennom nervecellene fra huden opp til hjernen, kjenner vi imidlertid nålestikket med en gang vi stikker oss.

Nerveceller i hjernen blir stimulert på helt andre måter enn nerveceller i huden, men de prosessene som igangsettes i en nervecelle når den blir stimulert, er de samme uansett hva som stimulerer nervecellen, og hvor i nervesystemet nervecellen befinner seg. Stimuleringen gjør at et nervesignal ledes gjennom nervecellen, nærmere bestemt gjennom nervecellens akson.

Aksonet kan på en måte sammenlignes med en ledning som leder strøm. I korte trekk innebærer det at elektrisk ladete partikler forflytter seg langs aksonet. I en ledning ledes strømmen

Hvordan nerveceller leder nervesignaler

17

ved hjelp av elektroner, som er partikler med negativ ladning.

I aksoner ledes strømmen ved hjelp av ioner, som er atomer med positiv eller negativ ladning. De ionene som er viktigst for ledning av nervesignaler i aksoner, er natriumioner (Na+) og kaliumioner (K+). Begge disse ionene har positiv ladning.

For å forklare nærmere hvordan nervesignaler ledes gjennom nerveceller, må vi først se på noen generelle trekk som gjelder alle celler, ikke bare nerveceller.

• • •

Konsentrasjonen av K+ er større inne i cellene enn i vevsvæsken rundt cellene.

Konsentrasjonen av Na+ er større i vevsvæsken rundt cellene enn inne i cellene.

Innsiden av cellemembranen er negativt ladet sammenlignet med utsiden. Dette kalles cellens membranpotensial og skyldes at det er flere positivt ladete ioner på utsiden av cellemembranen enn på innsiden. Det er derfor en elektrisk spenningsforskjell mellom innsiden og utsiden av cellemembranen.

Disse prinsippene gjelder også for nerveceller når de ikke er stimulert. Når nervecellen stimuleres, endres imidlertid alle disse forholdene, og det gjør at et nervesignal kan ledes gjennom nervecellen.

Hva skjer når en nervecelle stimuleres?

Når en nervecelle stimuleres, for eksempel ved et stikk på huden, skjer det en rekke prosesser. Disse er vist i figur 4a og b. Figur 4a viser et utsnitt av en nervecelles aksonhals på flere forskjellige tidspunkter (1–6) rett etter hverandre, mens figur 4b viser hvordan membranpotensialet i aksonhalsen endres som følge av at nervecellen stimuleres.

18

Nervesystemet

Na+

Na+

Na+

K+

K+

K+

1

3

2

Na+

Na+

K+

Na+

K+

4

K+

5

6

Natrium/kalium-pumpe Figur 4a Utsnitt av aksonhalsen på seks tidspunkter rett etter hverandre. Illustrasjonen viser endringer i konsentrasjonene av Na+ og K+ på innsiden og utsiden av cellemembranen som følge av at nervecellen stimuleres, og det dannes et aksjonspotensial. Stor sirkel betyr høy ionekonsentrasjon.

Membranpotensial (mV) Aksjonspotensial er dannet 0 mV

Na+

K+

Na+

Terskelverdi Na+ Na+

Na+ Na+

K+

K+ K+

K+

K+

–70 mV 1

2

3

4

5

6 TID

Figur 4b Endringer i membranpotensialet når det dannes et aksjonspotensial. Tidspunktene (1–6) samsvarer med tidspunktene på figur 4a.

Før nervecellen stimuleres, er konsentrasjonen av Na+ høy utenfor cellen og konsentrasjonen av K+ høy inne i cellen (fig. 4a, tidspunkt 1), og innsiden av cellemembranen negativt ladet i forhold til utsiden (fig. 4b, tidspunkt 1). I cellemembranen er det forskjellige typer ionekanaler. Ionekanalene gjør at ioner kan fraktes gjennom cellemembranen ved diffusjon. Ved diffusjon beveger molekyler eller ioner seg fra områder med høyere konsentrasjon til områder med lavere konsentrasjon. De viktigste ionekanalene i denne sammenheng er kanaler for Na+ og kanaler for K+. I det følgende kaller vi disse for natriumkanaler og kaliumkanaler.

Før nervecellen stimuleres, er de nevnte natriumkanalene og kaliumkanalene i cellemembranen lukket.

Det første som skjer når en nervecelle stimuleres, er at natriumkanaler åpnes i nervecellens membran. I mange nerveceller skjer dette først i overgangen mellom cellekroppen og aksonet, i det området som kalles aksonhalsen. Når natriumkanaler åpnes, kan Na+ diffundere gjennom cellemembranen. Fordi konsentrasjonen av Na+ er høyere utenfor cellen enn inne i cellen, strømmer Na+ nå inn i cellen ved diffusjon (fig. 4a, tidspunkt 2). Natriumioner (Na+) er positivt ladete ioner, og innsiden av cellemembranen blir derfor nå mindre negativt ladet enn før (fig. 4b, tidspunkt 2). Dermed endres cellens membranpotensial, altså spenningen mellom cellemembranens innside og utside. Dersom endringen i membranpotensialet er så stor at membranpotensialet når det som kalles terskelverdien (fig. 4b, tidspunkt 3), åpnes mange flere natriumkanaler i cellemembranen, og Na+ strømmer i større mengder inn i cellen (fig. 4a, tidspunkt 3). Da blir innsiden av cellemembranen positivt ladet i forhold til utsiden. Vi sier da at vi har fått dannet et aksjonspotensial (fig. 4b). Det er aksjonspotensialet som er selve nervesignalet (nerveimpulsen). Nervesignalet – eller aksjonspotensialet – er en elektrisk impuls som kan flytte seg bortover langs aksonet, og vi kommer tilbake til hvordan dette skjer, når vi i neste avsnitt ser på hvordan nervesignaler transporteres langs aksonet, side 21.

20

Nervesystemet

De natriumkanalene som ble åpnet i cellemembranen da nervecellen ble stimulert, lukkes etter en kort stund. Da stopper strømmen av Na+ inn i cellen. Nå åpnes imidlertid kanaler for K+ i cellemembranen (fig. 4a, tidspunkt 4). Fordi konsentrasjonen av K+ er høyere inne i cellen enn i vevsvæsken rundt cellen, strømmer dermed K+ ut av cellen ved diffusjon. Kaliumionene (K+) er positivt ladet, og det betyr at det nå strømmer positive ioner ut av cellen. Dermed blir innsiden av cellemembranen igjen negativt ladet, og aksjonspotensialet er da over i dette området av nervecellen (fig. 4b, tidspunkt 4).

Strømmen av Na+ inn i cellen, etterfulgt av strømmen av K+ ut av cellen, medfører at konsentrasjonen av Na+ på innsiden av cellemembranen og av K+ på utsiden av cellemembranen er blitt noe høyere enn i utgangspunktet. Natrium-kalium-pumpa gjenoppretter imidlertid konsentrasjonene av disse ionene på begge sider av cellemembranen (fig. 4a, tidspunkt 5). Denne pumpa sitter i cellemembranen og pumper Na+ ut av cellen og K+ inn i cellen. Dette gjør at de opprinnelige ionekonsentrasjonene innenfor og utenfor cellemembranen gjenopprettes (fig. 4a, tidspunkt 6).

Membranpotensialet vil samtidig endres noe (fig. 4b, tidspunkt 5), helt til det er på samme nivå som før nervecellen ble stimulert (fig. 4b, tidspunkt 6). Dermed er også membranpotensialet gjenopprettet i dette området av nervecellen.

Hvordan transporteres nervesignaler langs aksonet?

Vi har nå sett på hvordan et aksjonspotensial dannes. Som tidligere nevnt er det aksjonspotensialet som er nervesignalet, og aksjonspotensialet er en elektrisk impuls. For at nervesignalet skal sendes gjennom nervecellen, må derfor aksjonspotensialet være i stand til å forflytte seg langs nervecellens akson, og vi skal nå se på hvordan det skjer.

Hvordan nerveceller leder nervesignaler

21

Aksjonspotensialet oppstod ved at innsiden av cellemembranen ble positivt ladet sammenlignet med utsiden, fordi det strømmet Na+ inn i nervecellen. Dette skjedde i det området av cellen som kalles aksonhals, helt i begynnelsen av aksonet. I dette området av nervecellen er derfor innsiden av cellemembranen blitt positivt ladet, mens innsiden av cellemembranen i resten av aksonet fortsatt er negativt ladet. Positive og negative ladninger tiltrekker hverandre, og de positive ionene på innsiden av cellemembranen i aksonhalsen trekkes mot naboområdet i aksonet, fordi dette området er negativt ladet.

Når de positive ionene når naboområdet, vil membranpotensialet i dette området endres så mye at terskelverdien nås også der.

Dermed åpnes mange natriumkanaler i cellemembranen også i dette området av aksonet. Da strømmer Na+ i større mengder inn i cellen også der, og det dannes et aksjonspotensial også i dette området av aksonet. Aksjonspotensialet – altså nervesignalet – har da flyttet seg til området ved siden av det området der aksjonspotensialet først ble dannet. Denne prosessen gjentar seg gang på gang bortover langs aksonet, og på denne måten forflytter aksjonspotensialet, altså nervesignalet, seg langs hele aksonet, helt frem til nerveenden. Dette er måten nerveceller leder nervesignaler på. I eksemplet med nerveceller som ble stimulert ved et nålestikk i huden på armen, betyr det at nervecellene når de er blitt stimulert, kan lede nervesignaler langs aksoner som går fra huden og helt inn til ryggmargen. I ryggmargen må nervesignalene overføres til nye nerveceller som kan lede signalene videre mot hjernen. Vi skal på side 27 se på hvordan nervesignalene ledes fra én nervecelle til en annen via synapser.

Refraktærperioden Når aksjonspotensialet forflytter seg langs aksonet, skjer det altså ved at positivt ladete ioner tiltrekkes av negativt ladete ioner

22

Nervesystemet

i naboområdene. I praksis vil de positive ionene imidlertid ikke bare bevege seg den veien langs aksonet som nervesignalet skal, men også i den andre retningen. Dette skyldes at i det området av aksonet der aksjonspotensialet nettopp har passert, er innsiden av cellemembranen igjen blitt negativt ladet (fig. 4b, tidspunkt 6).

De positivt ladete ionene vil derfor også tiltrekkes hit, og det betyr at membranpotensialet når terskelverdien også i dette området av aksonet. En skulle da tro at nervesignalet ville forflytte seg begge veier langs aksonet. Det gjør det imidlertid ikke, fordi natriumkanalene er kortvarig stengt i det området der aksjonspotensialet nettopp har passert. Dette gjør at Na+ ikke kan diffundere inn i nervecellen i dette området selv om membranpotensialet når terskelverdien. Den perioden da natriumkanalene er stengt, kalles refraktærperioden. Refraktærperioden sikrer at aksjonspotensialet, altså nervesignalet, bare transporteres én vei langs aksonet.

Myelin øker nerveledningshastigheten I nervesystemet er det ikke bare nerveceller, men også andre celler som har funksjoner som er viktige for at nervesystemet skal fungere. Disse cellene kalles gliaceller. Det er flere typer gliaceller med forskjellige funksjoner.

Noen gliaceller er spesialisert til å øke hastigheten på nervesignalet. De gliacellene som har denne funksjonen, kalles oligodendrocytter i sentralnervesystemet og schwannske celler i det perifere nervesystemet. Cellemembranen på disse gliacellene ligger i flere lag rundt aksonene (fig. 5a). Cellemembraner består i stor grad av fosfolipider, som er en type fettstoff, og aksonene på disse nervecellene er derfor omgitt av flere lag med fosfolipider.

Lagene med fosfolipider rundt aksonet kalles myelin, og aksoner omgitt av myelin kalles myeliniserte aksoner. Myelin fungerer som en elektrisk isolator som hindrer ioner i å passere over cellemembranen. Na+ og K+ kan altså ikke passere over

Hvordan nerveceller leder nervesignaler

23

cellemembranen der hvor det er myelin. Langs et myelinisert akson er det imidlertid også små områder uten myelin. Disse områdene kalles ranvierske innsnøringer (fig. 5b), og i disse områdene kan ioner passere over cellemembranen.

Myelin gjør at nervesignaler ledes mye raskere langs aksonet, og vi skal nå se på hvordan det skjer. Vi har tidligere sett at i et akson uten myelin kan aksjonspotensialet forflytte seg til naboområdene i aksonet, og på den måten spre seg videre langs hele aksonet helt frem til nerveenden. Nervesignalet kommer frem på denne måten, men det tar litt tid fordi Na+ og K+ må utveksles over cellemembranen hele veien langs aksonet. Det er dette som er grunnen til at smerten man kjenner når man tar på en varm kokeplate, kan oppleves etter at man har tatt hånda vekk fra kokeplata. Fordi nervesignalet ledes i aksoner uten myelin, tar det rett og slett litt tid å få sendt det opp til hjernen.

I aksoner som er omgitt av myelin, er dette annerledes. De positive ionene som strømmer inn i aksonhalsen i forbindelse med danning av aksjonspotensialet, begynner, som tidligere nevnt, å forflytte seg bortover langs aksonet. Fordi aksonet er omgitt av myelin, kan ionene forflytte seg helt til neste ranvierske innsnøring før natriumkanaler i cellemembranen åpnes og Na+ strømmer inn og danner et aksjonspotensial. Aksjonspotensialet kan på den måten «hoppe» langs aksonet, fra én ranviersk innsnøring til den neste. Dette går mye raskere fordi aksjonspotensialet ikke trenger å dannes så mange ganger for å nå frem til nerveenden. Dette gir betydelig raskere ledning av nervesignalet, noe som kan illustreres med et eksempel: Når vi skriver på en pc, kjenner vi tastetrykkene mot fingrene med en gang vi berører tastene på tastaturet. Det skyldes at nervesignalet ledes svært raskt fra huden på fingrene til hjernen. Grunnen til at det går så raskt, er at aksonene som leder disse nervesignalene, er omgitt av myelin. Hvis disse aksonene ikke hadde vært omgitt av myelin, ville vi kjent tastetrykket etter at vi hadde fjernet fingrene fra

24

Nervesystemet

Gliacelle

Myelin består av flere lag med cellemembraner rundt aksonet.

Cellemembranene tilhører gliaceller som omgir aksonet

Akson

Figur 5a Danning av myelin. Figuren viser hvordan gliacellens cellemembran legges i flere lag rundt aksonet.

Myelin

Ranviersk innsnøring

Aksjonspotensial dannes bare i de Ranvierske innsnøringene Figur 5b Myelin består av flere lag med fosfolipider som omgir aksonet.

Nervesignalene ledes mye raskere i aksoner som er omgitt av myelin.

tastene, på samme måte som vi kjenner smerten fra en varm kokeplate etter at vi har tatt hånda vekk fra plata. Nervesignalene som ledes fra den varme kokeplata, ledes i aksoner uten myelin, og dette er andre nerveceller enn dem som leder nervesignaler fra berøring av tastaturet på pc-en.

Fra klinikken: Multippel sklerose Multippel sklerose er en inflammatorisk sykdom (betennelsessykdom) som rammer sentralnervesystemet. Ved denne sykdommen ødelegges myelinet som omgir aksonene. Dette påvirker ledningen av nervesignaler i de nervebanene som rammes. Nervesignalene ledes langsommere og kommer ikke alltid frem. Symptomene varierer avhengig av hvilke nervebaner i sentralnervesystemet som rammes, men eksempler på symptomer er tåkesyn, nummenhet, smerter, lammelser og fatigue (en tilstand med markert mangel på energi).

Man kjenner ikke årsaken til multippel sklerose, men forskning tyder på at sykdommen skyldes en kombinasjon av genetiske faktorer og miljøfaktorer.

I dag er det vanlig at pasienter med multippel sklerose bruker medika­ menter som motvirker inflammasjonen (betennelsesprosessen) i hjernen.

26

Nervesystemet

Nervesystemet

Boka er pedagogisk oppbygget og dekker faginnholdet for nasjonal deleksamen i anatomi, fysiologi og biokjemi for bachelorutdanningen i sykepleie. Boka har også med kliniske eksempler og oppgaver som gjør den ypperlig for repetisjon før eksamen. Primærmålgruppen er sykepleierstudenter.

Andre studenter innenfor helsefag og idrettsfag vil også ha stor nytte av boka.

Lars Kyte

Nervesystemet er en innføringsbok i et sentralt tema innen anatomi og fysiologi. Nervesystemet påvirker hele kroppen, og god kunnskap om nervesystemet er avgjørende for å forstå mange av kroppens funksjoner. Kunnskap om nervesystemet gir også et grunnlag for å forstå sykdomsprosesser i nervesystemet og hvordan disse behandles.

Lars Kyte er lege og spesialist i nevrologi. Han er førstelektor ved Høgskulen på Vestlandet og har lang erfaring som lærer i anatomi og fysiologi ved sykepleierutdanningen i Førde.

Lars Kyte

Boka Nervesystemet inngår i Fagbokforlagets «kortlest»-serie i naturvitenskapelige emner for sykepleiestudenter.

NERVESYSTEMET En innføring

ISBN 978-82-450-2695-5

,!7II2E5-acgjff!