Agytörzs

Agytörzs

Definíció

Az agytörzs (vagy agytörzs) három struktúrát tartalmaz – a középagyat, a pons-t és a hosszúkás agyvelőt -, amelyek összekötik az agyat a gerincvelővel. Számos szerepe van a vegetatív idegrendszerben, felszálló pályákkal, amelyek az érzékszervi információkat fogadják az agyi feldolgozáshoz, és leszálló pályákkal, amelyek a motoros információkat küldik vissza a testbe. A tizenkét koponyaideg közül tíznek is ez a helye. Ezeket a szerepeket figyelembe véve az agytörzs leginkább a szív- és érrendszeri és légzésszabályozás, a fájdalom- és hőszabályozás, az alvásciklusok, az izommozgás és a koponya tájékán lévő érzékszervek szabályozásában vesz részt.

Háttér

Mielőtt megvizsgálnánk az egyes alstruktúrákat és az agytörzsön belüli funkcióikat, először nézzük meg az agytörzs kapcsolatát az idegrendszerrel.

Az idegrendszer, az idegsejtek és az agy

Az idegrendszer az egész testet átfogó jelentős rendszer, amely kulcsszerepet játszik a túlélésben és a szabályozásban. Felelős az érzékszervi információk továbbításáért a testből az agyba, ahonnan az agy aztán megfelelő válaszokat küld vissza a testnek. Ezek a válaszok különbözőek lehetnek – a motoros, a fiziológiai és a tárolási válaszoktól kezdve.

Az idegrendszer egyes idegsejtekből (vagy neuronokból) áll, amelyek felismerik a testből és a környezetből érkező jeleket. Az idegsejtek ezeket a jeleket elektromos jelek útján szinte azonnal továbbítják az agyban lévő rendeltetési helyükre. Amikor az egyik ideg továbbítja a jelet a következő idegnek, szinapszis jön létre. Ilyenkor az elektromos jelek a két idegsejt közötti térben kémiai jelekké alakulnak, mielőtt a következő idegsejtnél ismét elektromos jelekké válnának.

A neuronok alkotják az idegrendszer egészét, amely két fizikai alrendszerre oszlik: a központi idegrendszerre és a perifériás idegrendszerre. A központi idegrendszerbe tartozik az agy és a gerincvelő, míg a perifériás idegrendszerbe a testben található összes többi idegsejt. Maga az agy négy régióból áll: a nagyagyból, a kisagyból, a köztesagyból és az agytörzsből. Bár az egyes régióknak külön-külön különbségek és szerepek vannak a test többi részével kapcsolatban, számos összekapcsolt útvonal és idegi kapcsolat haladhat át több struktúrán.

Az agytörzs

Az agytörzs a központi idegrendszer egyik régiója, amely közvetlenül összeköti az agyat a gerincvelővel. Akárcsak az agy és az idegrendszer minden más struktúrája, az agytörzs is teljes mértékben neuronokból áll. Ezeket a neuronokat néha rostoknak, axonoknak vagy magoknak nevezik és bontják, attól függően, hogy a neuron melyik részét emelik ki.

Az agytörzs mint egész nem egyetlen struktúra. Ehelyett három fő struktúrát tartalmaz – a középagyat, a pons-t és a medulla oblongatát. Mindegyik régió kiemelkedő alstruktúrákat és szerepeket tartalmaz, amelyek az egyes régiókra központosítva vannak, valamint átfedéseket mutatnak a régiók között. Ezek a régiók felelősek azért is, hogy számos koponyaideg eredetét tartalmazzák.

Az agytörzs – minden alstruktúrájával együtt – számos fontos funkcióval rendelkezik a vegetatív idegrendszerben (amelyet a következő részben részletesen ismertetünk). Konkrétan az agytörzs kulcsszerepet játszik a szív- és érrendszeri, a légző- és az emésztőrendszerben, valamint az egész test egyéb önkéntelen funkcióiban.

Az agytörzs rendkívül fontos a túléléshez, ahol az idegi kapcsolatok elvesztése rendkívül halálos. Orvosilag az agytörzsi halál “visszafordíthatatlan veszteség” az öntudat és a légzés képességének visszanyerésében. Az agytörzsi halál során az agytörzs nem működik, de az agykéregben még jelen lehetnek kivetülések. Ha azonban mind az agykérgi, mind az agytörzsi kivetülések elvesznek, a szervezet “biológiai halálon” megy keresztül. A valódi halál akkor következik be, amikor a kardiopulmonális aktivitás is megszűnik. Az agytörzsi halál után a szívverés és az oxigénkeringés meghosszabbítására lélegeztetőgépek használhatók, de igazi gyógymód nincs.

A vegetatív idegrendszer

A szervezetben két fő funkcionális idegrendszer van: a szomatikus idegrendszer és a vegetatív idegrendszer. A szomatikus idegrendszer felelős az akaratlagos reakciók szabályozásáért és végrehajtásáért az egész testben. Pontosabban ezek azok a válaszreakciók, amelyekről a tudatosság tudatában vagyunk (például amikor felemeljük a karunkat, hogy felvegyünk egy italt, vagy amikor belerúgunk a lábunkba, hogy táncot járjunk). Ennek eredményeképpen a szomatikus idegrendszer jellemzően a vázizmokat célozza meg.

Az akaratlagos mozgás azonban nem az egyetlen, a testben zajló cselekvés. A testben számos önkéntelen mozgás is végbemegy, amelyek olyan mozgások, amelyek nem tudatosak. Ilyen mozgások közé tartozik a szívverés – amelyet a szívizom irányít – és az emésztés – amelyet a simaizom irányít. Ebbe a kategóriába tartoznak a mirigyműködések is. Mindezek a cselekvések a vegetatív idegrendszer irányítása alá tartoznak.

A vegetatív idegrendszert tovább bontjuk két alkategóriára: a szimpatikus és a paraszimpatikus idegrendszerre. A vegetatív idegrendszer részeként ez a két alrendszer az önkéntelen mozgást végző testrészeket is irányítja. A szimpatikus rendszer (becenevén a “harcolj vagy menekülj válasz”) lehetővé teszi a szervezet számára, hogy felkészüljön a stresszhelyzetekre. Ez magában foglalhatja a megnövekedett pulzusszámot, a vérbe történő fokozott glükózfelszabadulást és a gátolt emésztést. Ezzel szemben a paraszimpatikus rendszer (becenevén a “pihenés és emésztés válasz”) lehetővé teszi a szervezet számára, hogy növelje és tárolja az energiát. Ez a szívfrekvencia lassításával és az emésztés fokozásával érhető el.

Az agytörzs nagy szerepet játszik a vegetatív idegrendszer szabályozásában, beleértve mind a szimpatikus, mind a paraszimpatikus idegrendszert.

Agytörzs struktúrák és funkciók

Az agytörzs felszálló és leszálló pályákat tartalmaz. A felszálló pályák az érzékszervi információkat dolgozzák fel, míg a leszálló pályák motoros válaszokat hoznak létre a kapott érzékszervi információkra.

Amint már említettük, az agytörzset alkotó három fő struktúra a középagy, a pons és az elülső agyvelő. Mindhárom struktúra három régióra oszlik: a tektumra, a tegmentumra és a bázisra (hátulról elölre). Általában a tektum az érzékszervekre és a mozgásra specializált funkciókat tartalmaz. Eközben a tegmentum tartalmazza a koponyamagokat, a retikuláris képződményt és az agytörzset és további struktúrákat összekötő pályákat az egész agyban. Végül a bázis az agykéregből leszálló pályák rostjait tartalmazza. A cikk következő részei részletesen bemutatják az e három régió mindegyikében található konkrét struktúrákat.

A középagy áttekintése

A középagy a legkisebb struktúra és az agytörzs legfelső része. A kisagy, a nagyagy, a köztesagy és a pons között helyezkedik el. Az agytörzs részeként a középagy általános funkciója az érzékszervi és motoros pályák irányítása. Általában fontos az idegimpulzusok továbbítása a gerincvelőből az agy többi részébe, és fordítva. Bár számos olyan konkrét testi funkció van, amelyet a középagy vagy irányít, vagy amelyben segít, a legjelentősebb funkciói közé tartozik a vizuális és auditív feldolgozás, a belső jutalmazási rendszer és néhány izommozgás. Ezenkívül a középagy tartalmazza a III. és VI. koponyaidegek eredési helyét.

A középagy közepén található az agyi aqueductus, amely a harmadik és negyedik kamra közötti csatornát képezi, ahonnan az agy-gerincvelői folyadék távozik. A középagy hátsó és elülső része a cerebralis aqueductuson keresztül a tectum, illetve a tegmentum szektorokra oszlik.

A középagy régiói és funkciói

A középagy hátsó része (a tectum) tartalmazza a corpora quadrigemina-t, amely a középagy egy pár kiemelkedése. Ez a pár tartalmazza a colliculi superior-t, amely a vizuális reflexközpont, és a colliculi inferior-t, amely a hallási reléközpont.

A középagy elülső része (nevezetesen a tegmentum) számos részért és szerepért felelős, többek között a következőkért:

A retikuláris formáció: A retikuláris formáció legfontosabb szerepe az agyba továbbított érzékszervi információk szűrése, lehetővé téve, hogy a tudat a jelenlévő legfontosabb érzékszervekre figyeljen. Ennek következtében ez a régió fontos az általános figyelem és éberség fenntartásában. Ezenkívül a retikuláris formáció fontos a kardiovaszkuláris rendszerszintű szabályozásban, a légzésszabályozásban, valamint a tudattal való kapcsolatában az ébrenléti és alvási ciklusok során. Továbbá tartalmazza a hangulat és a fájdalom modulációjához szükséges hálózatokat. Mindezek a hálózatok az agytörzsben, a magban kezdődnek, és az egész agyban elágaznak, felfelé vezető pályákkal a talamuszba és a kéregbe, valamint lefelé vezető pályákkal a gerincvelőbe.

A vörös mag: A vörös mag a retikuláris formáció egyik alrésze, és a középagyban található. Fontos a motoros szabályozásban, különösen a lengő karok és a járó lábak közötti vegetatív mozgás koordinálásában. Ez a funkció fontos az egyensúly biztosításában.

A periaqueductalis szürke területek: A periaqueductalis szürke területek (vagy PAG) egy másik struktúra a középagyban, amely a fájdalom szabályozásában működik. A PAG neuronjaiból származó neurotranszmitterek – mint például a dynorphin és a szerotonin – mérséklik a fájdalomcsillapítást. Ez a régió az általános vegetatív rendszerben is fontos szerepet játszik a túlélésben a fájdalmas helyzetek elkerülése és a veszélyes viselkedések gátlása révén.

A substantia nigra: A substantia nigra dopamintermelő neuronokat tartalmaz, amelyek a motoros kontrollt segítik (a bazális ganglionok mellett – egy másik agyi struktúra). Ennek a területnek a szakaszai felelősek a talamusz motoros aktivitásának gátlásáért. Ez a régió a Parkinson-kórban szenvedő betegeknél már korán leépül.

A ventrális szegmentális terület: A ventrális szegmentális terület szintén dopamin-termelő neuronokat tartalmaz. A substantia nigrával ellentétben azonban ez a régió az agy jutalmazási rendszeréért felelős. Ez jutalmazza a motivációs szalienciát, az asszociatív tanulást és a pozitív érzelmeket. Ez az a régió, amely az orgazmusban is aktív. A ventrális szegmentális terület neuronjai az agykéreg tudatossággal és alvással kapcsolatos régióiba vetülnek.

Pons áttekintés és funkciók

A pons az agytörzs központi struktúrája, amely a középagy és az elülső agyvelő között helyezkedik el. Hosszanti rostokat tartalmaz, amelyek az egész agyban és a gerincvelőben lévő magasabb központokkal kapcsolódnak, valamint transzverzális és dorzális rostokat, amelyek a kéreg és a kisagy motoros működésű régiói között küldenek információkat. Ezenkívül a ponsból erednek az V., VI., VII. és VIII. koponyaidegek.

A pons legjelentősebb szerepei közé tartoznak az e szerkezetből eredő megfelelő koponyaidegekkel kapcsolatos funkciók. Ide tartozik a fej és az arctájék érzékelésének felismerése, valamint az arc, a szem, a fül és a száj mozgatása. Továbbá a pons az egyensúly fenntartása mellett fontos szerepet játszik az autonóm funkciókban, mint például a szalmaleválasztás. A középagyhoz hasonlóan a pons tartalmazza a retikuláris formáció egy részét, és így a szív- és érrendszeri szabályozás és a légzésritmus funkcióit kíséri.

A gliómák (vagy gliadaganatok) bárhol előfordulhatnak az agytörzsben, ezért agytörzsi gliómáknak nevezik őket. A középagyban és a medulla oblongatában előforduló gliómák azonban általában alacsony fokúak. Ismeretlen okokból a ponsban előforduló gliómák gyors növekedést tapasztalnak, és magas fokú daganatoknak számítanak.

Medulla oblongata áttekintés

A medulla oblongata (más néven medulla) az agytörzs legalsó régiója. A medulla közvetlenül összeköti az agytörzset a gerincvelővel, és a két struktúra között nincs határozott elválasztás. Ennek a struktúrának egy része alkotja a negyedik kamra alját. A többi agytörzsi régióhoz hasonlóan fontos a leszálló motoros irányítás és a felszálló érzékszervi információk továbbításában. Konkrétan azonban a medulla leginkább a test életfunkcióinak irányítása miatt nevezetes, beleértve a megfelelő szív- és érrendszeri szabályozás és a légzés biztosítását. Számos reflex, például a hányás, a köhögés és a tüsszentés serkentése miatt is figyelemre méltó. A medulla számos funkciója átfedésben van a hipotalamussal, ahol a medulla gyakran az a struktúra, amelyben a hipotalamusz továbbítja az utasításokat. Ezenkívül a medulla a IX., X., XI. és XII. koponyaidegek eredési helye.

A többi agytörzsi struktúrához hasonlóan a tektum, a tegmentum és a bázis három részre osztja a medullát. A tectum a negyedik kamra részét képezi, míg a tegmentum az inferior olivari magot tartalmazza, és a medulla cranialis idegeket tartja. A bázis tartalmazza a piramisdekuszációt.

Medulla Oblongata régiók és funkciók

A középagyhoz és a ponshoz hasonlóan a medulla is tartalmazza a retikuláris formáció egy részét. A szív- és érrendszer és a légzőrendszer egyetlen rendszerként kapcsolódik össze a középagy ezen struktúráján belül. Az afferens kardiorespiratorikus jelek a medullában szinapszisba lépnek, és a légzés szabályozására hatnak. A ventrális légzési kolumnista, amely a légzési ritmust és annak oszcilláló mintázatát szabályozza, szintén a medullában található. A medulla továbbá vazomotoros központként is működik. A jelenlévő neuronok ugyanis képesek az erek átmérőjének módosítását serkenteni, miközben figyelemmel kísérik az artériás alapnyomást.

A medullában található a magányos traktus magja, amely a továbbított információ típusa, valamint az információra válaszul aktivált pályák szerint szerveződik. Nagyrészt az afferens információkat koordinálja. A medulla legfontosabb funkciói ebben a magban zajlanak, beleértve a baroreceptoroktól és kemoreceptoroktól származó információkat. Az érbaroreceptorok a szívfrekvencia és a véráramlás beállítása érdekében információt küldenek a szoliter magba. Az erek kemoreceptorai érzékelik az oxigén- és széndioxidszintet, lehetővé téve a magányos traktus magjának a megfelelő légzés fenntartását. Ráadásul az ízlelés először ebben a magban szinapszisra lép, mielőtt a thalamushoz és a kéreghez kerülne érzékszervi feldolgozásra.

Az Area postrema: Az area postrema a medulla dorzális felszínén helyezkedik el. Mint a hányásközpont, az itt található sejtekből hiányzik a vér-agy gát. Ezért a nagy és poláris molekulák képesek áthaladni. Az itteni innerváció hányingert okozhat. Kutatások megállapították, hogy ez a terület receptorokkal rendelkezik a humán korion gonadotrop hormon (hCG) számára, amely egy terhességi hormon. Ez lehetséges magyarázatot adhat a terhes nők reggeli rosszullétre való fokozott érzékenységére.

A gerincvelői trigeminális mag: A spinalis trigeminalis nucleus fontos a hőmérsékleti fájdalom és a mély ipsilaterális (vagy azonos oldali) arcérintések érzékelésében. Ez az első hely, ahol az orofaciális fájdalom (a fej- és nyaki fájdalom általános megnevezése) idegei szinapszisba lépnek.

Az inferior olivari magok: Az inferior olivari magok fontosak a propriocepcióra (vagy a testhelyzet és a mozgás tudatosítására), az izom- és ízületi feszültségre és a motoros szándékra vonatkozó információk befogadásában. Mivel a kisagy elsősorban a vázmozgásért és az egyensúlyért felelős, az itteni magok közvetlenül a kisagyban szinapszisban állnak. Ezenkívül ezek a magok felelősek a nyelésért, köhögésért és tüsszentésért.

A piramisdekuszáció: A piramidális dekussáció tartalmazza a motoros kéregből származó motoros rostok többségét, amelyek a gerincvelőben a laterális kortikospinális traktust alkotják. Itt keresztezik egymást a piramispályák, hogy kapcsolatot létesítsenek a test ellentétes oldalaival. Mint a gerinceseknél gyakori vonás, ennek az átkelésnek az előnyét az evolúcióbiológusok még mindig megkérdőjelezik.

A Cuneatus és a Graciális magok: A medulla cuneatus magja a felső végtagokból, míg a kegyes mag az alsó végtagokból kapja az információkat. Ezek a rostok alkotják a medialis lemniscust, amely a propriocepció, a rezgés és a finom tapintás információit a talamuszba juttató pálya.

A spinothalamikus traktus: A spinothalamikus traktus egy felszálló pálya, amelyen a fájdalom, a hőmérséklet és a durva tapintás a gerincvelőből az egész agyba jut. A traktus végül a ventrális hátsó laterális magban végződik a talamuszban. A fájdalom és a hőmérséklet az elülső pályán, míg a nyers tapintás az oldalsó pályán halad.

Az agytörzs agyidegei

Amint a cikk folyamán már említettük, az agytörzsben található a tizenkét koponyaideg közül tíznek az eredete. A III. és IV. ideg a középagyból ered, míg az V., VI., VII. és VIII. ideg a ponsból, a IX., X., XI. és XII. ideg pedig a medullából. Ezeknek az idegeknek lehetnek érzékszervi, motoros funkcióik, vagy mindkettő. A következő szakaszokban az egyes agytörzsi agyidegek általános funkcióját ismertetjük a helyüket jelölő ábrákkal.

Megjegyzés: A két ideg, amely nem az agytörzsből ered, a szaglóideg (I.) és a látóideg (II.). Ezek az idegek ehelyett a nagyagyból erednek.

A középagyból eredő idegek:

A szemmozgató ideg (III): Az oculomotoros motoros ideg a pupilla és a szemmozgások irányítására szolgáló motoros funkciókat tartalmazza.

Trochleáris ideg (IV): A trochlearis ideg a felső ferde izom irányítására szolgáló motoros funkciókkal rendelkezik. Ez az izom az obitisz felső és mediális (a szemet körülvevő) régiójában helyezkedik el, lehetővé téve a szem abductióját, depresszióját és belső forgását.

A Ponsból eredő idegek:

Trigeminális ideg (V): A trigeminális ideg az állkapocs és a környező rágóizmok érzékszervi és motoros funkcióit egyaránt tartalmazza. Ezenkívül az arc számos részének érzékszervi funkcióit tartalmazza, beleértve az orbitális struktúrákat, az orrüreget, a homlokbőrt, a szemöldököt, a szemhéjakat, az orr egy részét, az ajkakat, az ínyt, a fogakat, a szájpadlást, a garatot.

Abducens ideg (VI): Az abducens ideg a szemgolyó mozgatásáért felelős hat izom egyike, a rectus lateralis izom motoros funkcióit tartalmazza.

Az arcideg (VII): Az arcideg az ízleléssel kapcsolatos érzékszervi funkciókat tartalmaz a nyelv első kétharmadán. Ezenkívül motoros funkciókat tartalmaz az arckifejezéshez vezető izmok, a könnymirigyek (amelyek a szem kenéséhez szükséges folyadékokat tartalmazzák), valamint a nyelv alatti és a nyelv alatti nyálmirigyek (amelyek a szájban a nyáltermelődést segítő három fő mirigy közül kettő) számára.

Vestibulocochlearis ideg (VIII): A vestibulocochlearis ideg speciális érzékszervi funkciókat lát el a hallásért a csigahártyában, valamint a mozgásért és az egyensúlyért az előcsarnokban.

A Medulla Oblongatából eredő idegek:

Glossopharyngealis ideg (IX): A glosszofaringeális ideg a nyelv hátsó harmadának, a garatnak és a szájpadlásnak az érzékszervi funkcióit, a vérnyomás vételét, a pH-szintet, az oxigénszintet és a szén-dioxid-koncentrációt tartalmazza. Ezenkívül motoros funkciókat tartalmaz a garatizmok és a parotis nyálmirigy (a nyáltermelés utolsó megmaradt fő mirigye a szájban) számára.

Vagusideg (X): A nervus vagus a fülkagyló és a külső hallójárat, a rekeszizom és a mellüregben lévő zsigeri szervek érzékszervi funkcióit tartalmazza. Motoros funkciókat is tartalmaz a szájpadlás- és garatizmokhoz és a mellkasi zsigeri szervekhez.

Kiegészítő ideg (XI): A járulékos ideg tartalmazza a szájpadlás, a garat és a gége vázizmainak , valamint a nyak és a gerinc szegycsonti és trapézizmainak motoros funkcióit.

Hypoglosszális ideg (XII): A hypoglosszális ideg a nyelv izomzatát irányító motoros funkciókat tartalmaz.

Következtetés

Az agytörzs az agy és a központi idegrendszer gerincvelője közötti összekötő struktúra. A középagyat, a pons-t és a medulla oblongata-t tartalmazó agytörzsnek számos funkciója van a vegetatív idegrendszerben, beleértve a kardiovaszkuláris és légzésszabályozást, valamint az érzékszervi és motoros funkciókat. Emellett az agytörzs felelős a tizenkét koponyaideg közül tíznek az eredéséért, beleértve a III-XII. idegeket.

Kvíz

Bibliográfia