پروتئین
پروتئین
پروتئینها مواد آلی بزرگ و یکی از انواع درشت‌ملکول‌های زیستی هستند که از زیرواحدهایی به نام اسید آمینه ساخته شده‌اند. پروتئینها مانند زنجیری از یک کلاف سه‌بعدی بسپارهایی هستند که از ترکیب اسیدهای آمینه حاصل می‌شوند. اسیدهای آمینه مثل یک زنجیر خطی توسط پیوند پپتیدی میان گروه‌های کربوکسیل و آمین مجاور به یکدیگر متصل می‌شوند تا یک پلی پپتید را به وجود بیاورند. ترتیب اسیدهای آمینه در یک پروتئین توسط ژن مشخص می‌شود. اگرچه کد ژنتیک ۲۰ تا اسید آمینه استاندارد را معرفی می‌کند، در بعضی از اندامگان‌ها (ارگانیسم‌ها) کد ژنتیک شامل سلنوسیستئین و در بعضی از آرکی‌باکتری‌ها پ یرولزین میباشد. گاهی در پروتئینها دگرگونی به وجود می‌آید: یا قبل از آنکه پروتئین بتواند به وظایفش در یاخته عمل کند و یا به عنوان قسمتی از مکانیسم بازرسی. پروتئینها معمولاً به یکدیگر می‌پیوندند تا یک وظیفه‌ای را با یکدیگر انجام دهند که این خود باعث استوار شدن پروتئین می‌شود. چون ترتیب‌های نامحدودی در توالی و طول زنجیره اسید آمینه‌ها در تولید پروتئینها وجود دارد، از این رو انواع بی‌شماری از پروتئینها نیز می‌توانند وجود داشته باشند.
پروتئین‌های درون‌یاخته‌ای در بخشی از یاخته به نام ریبوزوم توسط آران‌ای (RNA) ساخته می‌شوند.
ساختار پروتئین
ساختار پروتئین، و یا ساختمان پروتئین به ساختاری گفته می‌شود که پروتئین به خود می‌گیرد. پروتئین دارای چهار ساختار میباشد.
- ساختار اول: به توالی پروتئین که به صورت رشته‌ای از اسیدهای آمینه میباشد گفته می‌شود. پروتئینها پلی‌مرهایی خطی از اسیدهای آمینه هستند که با پیوند پپتیدی بهم متصل شده‌اند.
- ساختار دوم: به نظم‌های موضعی گفته می‌شود که پروتئین در حین تاشدگی به خود می‌گیرد. ساختار دوم پروتنئین‌ها خود به چند دسته تقسیم می‌شود:
-
- مارپیچ آلفا ساده‌ترین و انعطاف پذیرترین ترتیب، کونفرماسیونی مارپیچی و راست گرد بود به نام مارپیچ آلفا. مارپیچ آلفا یکی از ساختارهای دوم رایج در پروتئین‌هاست. مارپیچ آلفا یک مارپیچ راست‌گرد است که ساختار آن هر ۴/۵ آنگستروم یک‌بار تکرار می‌شود. در هر دو مارپیچ آلفا، ۶/۳ اسید آمینه وجود دارد. یعنی هر ۵/۱ آنگستروم یک اسید آمینه در طول مارپیچ آلفا قرار می‌گیرد. هر گروه کربوکسیل و آمین در مارپیچ آلفا با اسید آمینه‌ای با فاصله چهار تا از خود، دارای باند هیدروژنی میباشد و این الگو در سراسر مارپیچ، غیر از چهار اسیدآمینه در دو انتهای آن تکرار شده‌است.
- صفحه‌های بتا: ساختار صفحه‌های بتا، ساختار دوم بسیارکشیده و چین‌دار میباشد. یکی از تفاوت‌های مهم صفحه‌های بتا با مارپیچ آلفا این است که اسیدآمینه‌هایی که معمولاً در ساختار اول زنجیره پروتئینی با فاصله زیاد از هم قرارگرفته‌اند، برای تشکیل این ساختار در مجاورت یکدیگر قرار می‌گیرند بنابراین صفحه‌های بتا تمایل به سختی داشته و انعطاف‌پذیری ناچیزی دارند. پیوندهای هیدروژنی بین‌رشته‌ای که میان گروه‌های CO یک رشته بتا و NH رشته بتای مجاور ایجاد می‌شوند، به صفحات بتا پایداری می‌بخشند و باعث می‌شوند که این صفحات ظاهری زیگزاگ داشته باشند.
- ساختار سوم: حالت سه‌بعدی که پروتئین بعد از پیچش به خود می‌گیرد گفته می‌شود.
- ساختار چهارم: حالت قرارگیری چند پروتئین در فضا کنار یکدیگر. بیشتر پروتئینها از پیوند زنجیرهای پلی پپتیدی مشابه و یا متفاوت ساخته شده‌اند، اتصال بین زنجیرها توسط پیوندهای ضعیف تری برقرار می‌گردد. این ساختارترتیب قرارگرفتن زیر واحدهای یک پروتئین را شرح می‌دهد و نقش مهمی در توضیح چگونگی شرکت پروتئین در واکنش‌های شیمیایی دارد.
روشهای تعیین ساختار پروتئینکشف ساختار سوم و چهارم یک پروتئین راهنمای بسیار مهمی برای تعیین کارکرد این پروتئین است. از روشهای معمول می‌توان به پراش اشعه ایکس و تشدید مغناطیسی هسته اشاره کرد<این دو روش اطلاعات اتمی خوبی دربارهٔ ساختار پروتئین مورد نظر جمع آوری میکنند.
پراش (تفرق) اشعه ایکس روشی برای مطالعهٔ ساختار مواد بلوری است که در سال ۱۹۱۲ میلادی توسط فون لاوه کشف شد و توسط ویلیام هنری براگ و ویلیام لورنس براگ برای بررسی بلورها بکار گرفته شد.
cryo-electron microscopy روش دیگری است برای مطالعه ساختار پروتئین که معمولاً در دمای نزدیگ به نیتروژن مایع انجام می‌شود.
بلورنگاری الکترونی (به انگلیسی: Electron crystallography) روشی برای تعیین آرایش اتم‌ها در جامدات به وسیله میکروسکوپ الکترونی است. این روش می‌تواند مکملی برای بلورنگاری پرتو-ایکس روی پروتئین‌هایی (مانند پروتئین‌های غشائی) که به راحتی نمی‌توانند کریستال سه‌بعدی لازم برای این کار را تشکیل بدهند، دانست.
بانک داده پروتئین (به انگلیسی: Protein Data Bank) (به اختصار PDB) منبعی برای داده‌های ساختار سه‌بعدی پروتئینها و اسیدهای نوکلئیک است. این داده‌ها عموماً توسط بلورنگاری پرتو-ایکس یا بیناب‌نمایی ان‌ام‌آر به دست می‌آیند و توسط زیست‌شناس‌ها یا زیست‌شیمی‌پیشه‌ها از سراسر دنیا برای دسترس عموم آنجا گذاشته می‌شوند.
خالص سازی پروتئینها
خالص سازی پروتئین شامل یک سری مراحل میباشد که برای مجزا کردن یک نوع پروتئین از پروتئین‌های مختلط استفاده می‌شود. خالص سازی امری حیاتی برای توصیف وظیفه، ساختار و فعل و انفعالات پروتئین مورد نظر میباشد. این کار معمولاً با یک بافت زیستی و یا کشت میکروبی آغاز می‌شود. مولکول‌ها از یاخته جدا شده و سپس پروتئینها از دیگر مولکول‌هاییاخته‌ای جدا می‌شوند. در انتها پروتئین مورد نظر از دیگر پروتئینها جدا می‌شود.
پروتئین‌سازی
از اطلاعات موجود در دی‌ان‌ای برای ساختن پروتئینها استفاده می‌شود، اما جایگاه دی‌ان‌ای در هسته و جایگاه پروتئین‌سازی در سیتوپلاسم است. اندازه‌گیری‌های گوناگون نشان داده‌اند که در یاخته‌هایی که در آنها فعالیت پروتئین‌سازی چندان شدید نیست، مقدار آران‌ای نیز کم است. از طرف دیگر، آران‌ای هم در هسته یافت می‌شود و هم در سیتوپلاسم. بر این اساس و نیز بر اساس آزمایش‌ها و مشاهده‌های دیگر، دانشمندان به این نتیجه رسیدند که آران‌ای اطلاعات را از دی‌ان‌ای به ریبوزوم‌هاآران‌ای که اطلاعات را از دی‌ان‌ای به ریبوزوم‌ها حمل می‌کند، آران‌ای پیک یا پیامبر(mRNA) می‌گویند. نوعی دیگر آران‌ای ناقل (tRNA) است که اسیدهای آمینه را به ریبوزوم منتقل می‌کند، تا ریبوزوم اسیدهای آمینه را بر اساس اطلاعات موجود در mRNA کنار یکدیگر ردیف کند. نوع دیگر آران‌ای ریبوزومی (rRNA) است که در ساختار ریبوزوم‌ها شرکت دارد. حمل می‌کند. به این نوع
برای ساخت پروتئین در یاخته مراحل زیر باید انجام شود:
- ۱- دی‌ان‌ای باید رونویسی شود.
- ۲- mRNA از هسته خارج می‌شود و وارد سیتوپلاسم می‌شود.
- ۳- در ریبوزوم mRNA به پروتئین ترجمه می‌شود.
- ۴- پس از ترجمه، تغییرات بیشتری در پروتئین ساخته شده بوجو می‌آید.
رونویسی
ساخته شدن mRNA از روی DNA را رونویسی می‌گویند که با کمک آنزیم آران‌ای پلی‌مراز (RNA polymerase) انجام می‌شود. سلولهای پروکاریوتی فقط یک نوع آنزیم RNA پلی‌مراز دارند. در سلولهای یوکاریوتی سه نوع آنزیم RNA پلی‌مراز یافت شده‌است که آنها را با علامت‌های I و II و III مشخص میکنند.
- RNA پلی‌مراز I فقط رونویسی ژن‌های rRNA را انجام می‌دهد.
- RNA پلی‌مراز II رونویسی پیشسازهای mRNAها و نیز برخی از RNAهای کوچک را انجام می‌دهد.
- RNA پلی‌مراز III رونویسی ژن‌های tRNA و نیز برخی از RNAهای کوچک را کاتالیز می‌کند.
مراحل رونویسی:
- مرحلهٔ ۱: رونویسی با اتصال RNA پلی‌مراز به قسمتی از ژن به نام راه انداز ژن (promoter) شروع می‌شود. راه انداز، قسمتی از DNA است که به RNA پلی‌مراز امکان می‌دهد رونویسی را از محل صحیح آغاز کند و مثلا این کار را از وسط ژن شروع نکند. راه اندازی در نزدیکی جایگاه آغاز رونویسی (initiation site) قرار دارد. جایگاه آغاز رونویسی، به اولین نوکلئوتیدی از DNA گفته می‌شود که رونویسی می‌شود.
- مرحلهٔ ۲: RNA پلی‌مراز دو رشتهٔ DNA را از یکدیگر باز می‌کند.
- مرحلهٔ ۳: RNA پلی‌مراز هم چون قطاری که روی ریل حرکت می‌کند، در طول نوکلئوتبدهای DNA به حرکت در می‌آید و در مقابل هر یک از دئوکسی ریبوتوکلئوتیدهای DNA، ریبونوکلئیوتید مکمل را قرار می‌دهد و به علاوه، هر ریبوتوکلئوتید جدید را به ریبونوکلئوتید قبلی وصل می‌کند. در رونویسی نیز از همان قوانین جفت شدن بازها که در همانندسازی DNA به کار می‌رود، استفاده می‌شود. تنها تفاوت این است که در مقابل دئوکسی نوکلئوتید A (آدنین دار) در DNA، ریبونوکلئوتید U (یوراسیل دار) در RNA قرار می‌گیرد.
- مرحلهٔ ۴: RNA پلی‌مراز، DNA و mRNA تازه ساخته شده، پس از رونویسی جایگاه پایان رونویسی (termination site)، از یکدیگر جدا می‌شوند و مولکول mRNA برای مرحله بعدی یعنی ترجمه، آزاد می‌شود.
ترجمه
اطلاعات در دی‌ان‌ای بصورت رمز ۳ تایی وجود دارد یعنی هر ۳ نوکلئوتید معرف ۱ رمز و هر رمز معرف ۱ اسید آمینه‌است. پس از رونویسی mRNA از هسته خارج می‌شود و در سیتوپلاسم به کمک نوع دیگر آران‌ای به نام تی‌آران‌ای (tRNA) اسید آمینه را به هم متصل می‌کند. tRNA روی mRNA متصل می‌شود و طبق رمزهای tRNA, mRNA اسید آمینه‌ها را کنار هم می‌گذارد. و در آخر زنجیرهٔ بس‌پپتیدی به وجود می‌آید. به این مرحله ترجمه پروتئین گفته می‌شود.
تغییرات پس از ترجمه
کارکردهای سلولی پروتئینها
رفتار سلولی و تمام فعالیت‌هایی که در سلول انجام می‌شود بر عهده پروتئینها است. همه پروتئینها با هم برهم‌کنش دارند و تقریباً می‌توان گفت که همه پروتئینها اثر خود را با همکاری پروتئین‌های دیگر در سلول اعمال میکنند و هیچ پروتئینی نیست که در یاخته به تنهایی عمل کند.
آنزیم
زیمایه یا آنزیم یک ماده آلی است که یک فرایند شیمیایی را در یک سازواره یا موجود زنده تقویت یا تضعیف می‌کند ولی خودش دگرگون نمی‌شود. به عبارت دیگر آنزیمها کاتالیزگرهای فرایندهای زیستی هستند و نسبت به کاتالیزگرهای غیر زیستی کارایی بسیار بالایی دارند. اغلب آنزیمها ساختار پروتئینی دارند، به غیر از انواع محدودی از آنها که از جنس ریبونوکلئیک اسید هستند؛ مانند ریبوزیم‌ها.
پادتن
پادتَن یا آنتی‌بادی پروتئینی است که دستگاه ایمنی بدن از آن استفاده می‌کند تا اجسام بیگانه همچون باکتری و ویروس را پیدا کرده و خنثی سازد. هر پادتن یک پادگن ویژه را در هدف خود تشخیص می‌دهد.پادتن‌ها در ایمنی هومورال دفاع اختصاصی توسط پلاسموسیت‌ها تشکیل و سپس در سطح ماستوسیت‌ها قرار می‌گیرد.
علامت دهی سلولی
سلولها به یکدیگر پیام‌هایی می‌دهند (به‌صورت شیمیایی یا الکتریکی) که به‌واسطهٔ این پیام‌ها با هم صحبت کرده و ارتباط برقرار می‌نمایند و اعمال خود را هماهنگ میکنند. از معروف‌ترین پیام‌رسان‌های شیمیایی «هورمون»ها هستند. هورمون ماده‌ای شیمیایی است که در غدد درون‌ریز ساخته شده و به داخل جریان خون می‌ریزد. این ماده روی سلولهای هدف گیرنده دارد و با نشستن روی آن اعمال سلول را تغییر می‌دهد. گیرنده‌های هورمون‌های امینو اسیدی در روی سلولهای هدف قرار دارد. هورمون‌ها گاهی از یک غده در یک نقطه از بدن ترشح می‌شوند و اثر خود را در نقطه‌ای دورتر اعمال میکنند. هورمون‌ها و پیام‌رسان‌های شیمیایی به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند. برخی از هورمون‌ها توانایی عبور از غشای سلولی و ورود به سلول را دارند و برخی دیگر نمی‌توانند از غشا عبور کنند. دستهٔ اخیر گیرنده‌هایی در سطح سلول دارند که پس از اتصال به آنها، پیام خود را با واسطهٔ چندین ملکول دیگر به داخل سلول منتقل میکنند. برخی از این واسطه‌ها را «پیام‌رسان ثانویه» می‌گویند. از معروف‌ترین «سیستم‌های پیام‌رسانی ثانویه» سیستم «جی-پروتئینها» است. این سیستم در مدار بسیاری از هورمون‌ها دیده می‌شود.
پروتئین‌های ساختمانی
سلولهای موجودات پرسلولی توسط انواعی از ملکول‌های پروتئینی و غیرپروتئینی به یکدیگر چسبیده باقی می‌مانند. این اتصال‌های گوناگون است که سلولهای یک بافت را در کنار هم و بافتهای مجاور را در کنار هم نگه‌می‌دارد.
پروتئین و بیماری‌ها
در سطح مولکولی، کلیه مکانیسم‌های زیستی سلولها توسط پروتئینها انجام می‌شود. پروتئینها با ارتباط با یکدیگر بطور دقیق و بسیار کنترل شده‌ای وظایف خود را انجام می‌دهند. اساس مولکولی اغلب بیماری‌ها، بروز نقص یا تداخل در این کارکرد عادی پروتئینها، که از طریق آن مکانیسم‌های زیستی سلولی را انجام می‌دهند، میباشد. اگر کار پروتئینها از حالت طبیعی خارج شود می‌توانند باعث بروز بیماری‌های مختلف شوند. از جمله این بیماری‌ها سرطان است.
پریون یکی از پروتئین‌هایی است که بطور عادی در سلولهای عصبی بیان می‌شود. جهش در این پروتئین می‌تواند باعث تغییر ساختار این پروتئین شده بطوری که پروتئین جهش یافته می‌تواند مجتمع شده و پلاک‌های پروتئینی را در سلولهای عصبی ایجاد کند.
پروتئینها در رژیم غذایی
پروتئینها مواد مغذی اصلی هر سلول زنده هستند. در ساختمان آنها نه تنها کربن، هیدروژن و اکسیژن وجود دارد، بلکه ازت و گاهی گوگرد نیز موجود میباشد. پروتئینها مسئول انجام اعمال گوناگونی هستند. نقش آنها از تشکیل ماده انقباضی عضلات گرفته تا ساختن بعضی از هورمون‌ها، آنزیمها و آنتی بادی‌ها، تبدیل انرژی شیمیایی به کار و انتقال اکسیژن و هیدروژن متنوع میباشد.
دستگاه تنفسی
مقدمه
بدن موجودات زنده جهت تهیه اکسیژن برای متابولیسم سلولی و دفع دی‌اکسید کربن به دستگاه تنفس وابسته است. دستگاه گردش خون ابزار انتقال گاز بین بافتهای بدن و ششها است. به این ترتیب گردش خون و دستگاه تنفس به یکدیگر وابسته است.دستگاه تنفس با داشتن مجاری تنفسی و هوایی وظایف خود را با پالایش هوا انجام می‌دهد. دستگاه تنفس به دو ناحیه هوایی و تنفسی تقسیم شده است. ناحیه هوایی شامل حفره بینی ، حلق ، حنجره ، نای و سیستم نایژه‌هاست که هوا را از محیط پیرامون به قسمت تنفسی ششها می‌رساند.
|
ناحیه هوایی دستگاه تنفسی
بخش بیرونی ناحیه تنفسی دستگاه تنفس از حفره بینی تا نایژه‌ها دارای پوشش مطبق کاذب مژک‌دار با سلولهای جامی شکل است. بافت پیوندی سست زیرین دارای تعداد زیادی غدد سروزی- موکوسی است. ترشحات غدد بوسیله مژه حمل می‌شوند. مژه با حرکت موجی ترشحات را به طرف حفره بینی هدایت می‌کند. آستر مخاط دارای سلولهای ائوزینوفیل ، ماکروفاژ و فولیکولهای لنفاوی است.این قسمت ایمونوگلوبولین A تولید می‌کند و به پوشش مخاطی می‌رسد و باکتریها و ویروسها را می‌کشد. استخوان دیواره‌های حفره بینی و غضروف حنجره و نای و نایژه به دستگاه استحکام می‌بخشد. تا در مقابل فشار هوا فشرده شده و یا بیش از حد منبسط نشوند. رشته‌های ارتجاعی باعث کشیده شدن لوله‌های هوایی به هنگام دم و کاهش آن به هنگام بازدم می‌شود.
حفره بینی
حفره بینی بوسیله دیواره بینی به دو بخش قرینه تقسیم می‌شود. کام سخت حفره بینی را از حفره دهانی جدا می‌کند. پوشش این ناحیه از بافت مطبق سنگفرشی غیر شاخی همراه با مو ، غده‌های چربی و غده‌های عرق است. حفره بینی شامل بخش تنفسی و بویایی است. در نتیجه لایه سلولهای پوششی می‌تواند حفره بینی را مرطوب و به کمک رگهای خونی خود آن را گرم کند.حلق
حلق به دو بخش بینی- حلقی و دهانی- حلقی تقسیم شده است. کام نرم ، ناحیه بینی-حلقی را از حفره دهان جدا می‌کند. ناحیه دهانی- حلقی راه تنفسی و گوارش است. مخاط ناحیه بینی- حلقی دارای سلولهای مژه‌دار و غدد است و مخاط ناحیه دهانی- حلقی همراه با غدد موکوسی است. لوزه‌های حلقی در سقف ناحیه بینی- حلقی قرار دارند. زیر مخاط حلق محتوی غدد موکوسی است. ماهیچه حلق مخطط و متشکل از دو طبقه طولی در درون و حلقوی در بیرون است.حنجره
حنجره در عقب حفره بینی و در بالای نای قرار دارد. حنجره غضروفهایی دارد که باعث باز نگه داشتن آن می‌شود. در حنجره تعدادی تار یا طناب صوتی وجود دارد که ارتعاش آنها بوسیله هوای بازدم باعث تولید صدا می‌شود یک زایده غضروفی به نام اپی‌گلوت در هنگام بلع غذا دهانه حنجره را می‌بندد و مانع ورود غذا به درون نای می‌شود. تارهای صوتی از جنس بافت پیوندی ارتجاعی هستند خروج هوا را از ششها هنگام بازدم موجب ارتعاش این تارها و تولید صدا می‌شود.
|
ششها
شش به صورت جفت در داخل پرده جنب قرار دارد. بافت پیوندی درون شش دارای مقدار زیادی رشته‌های ارتجاعی و ماهیچه صاف است. نایژه‌های اصلی و رگهای ششی از طریق ناف این اندام وارد ششها می‌شوند. شش سمت راست دارای سه لوب و شش سمت چپ دارای دو لوب است. هر لوب یک شاخه از نایژه از نایژه اصلی را دریافت می‌کند. هر لوب به لوبولهایی تقسیم شده است. ساختار درونی ششها دارای سیستمی شاخه‌ای است که به نام درخت نایژکی خوانده می‌شوند. در فضای میان دو لایه جنب کمی مایع وجود دارد که حرکات ششها را آسان می‌کند. حدود 300 میلیون کیسه هوایی در مجموع دو شش وجود دارد و تبادل گازهای تنفسی را به عهده دارند.نای
نای دارای 16 تا 20 بند است و هوا پس از حنجره وارد نای می‌شود. هر یک از بندها قطعه‌ای به شکل U و دارای غضروف شفاف با پری‌کندرویوم است که بوسیله نوارهایی از ماهیچه صاف در ناحیه باز U به یکدیگر متصل می‌شوند. نوارهای ماهیچه‌ای بطور طولی و مایل قرار گرفته‌اند. حلقه‌های غضروفی بوسیله بافت پیوندی متراکم بهم متصل می‌شوند.انشعابات نای
نای انشعاب یافته نایژه اصلی را می‌سازد. این دو شاخه به ششها راه دارند ساختار نای و نایژه اصلی مشابه یکدیگر است گر چه غضروف بخش انتهایی نایژه‌ها نامنظم می‌شود. نایژه‌های اصلی به تعدادی مجاری هوایی تقسیم می‌شوند. نایژه‌های بزرگ ، نایژکها ، نایژکهای انتهایی ، نایژکهای تنفسی ، مجرای آلوئولی و کیسه هوایی.ناحیه تنفسی
نایژکهای انتهایی به نایژکهای تنفسی و آنها نیز به مجاری هوایی تقسیم می‌شوند. نایژکهای تنفسی از نظر بافتی شبیه نایژکها هستند به جز اینکه کیسه‌های هوایی دارند. مجاری هوایی به تعدادی کیسه هوایی ختم می‌شوند. کیسه‌های هوایی به شکل حبابهایی با دیواره بسیار نازک ، رشته‌های ارتجاعی و بدون ماهیچه هستند. کیسه هوایی ظریف و فنجانی شکل بوده پوشش آن سنگفرشی ساده است.بین حبابها دیواره‌ای از رشته‌های شبکه‌ای و ارتجاعی در میان سلولهای فعال وجود دارد. تعدادی لوکوسیت ، ماست سل ، فیبروبلاست و شبکه مویرگی نیز در این ناحیه دیده می‌شود. سلولهای دیواره دارای اکتین و میوزین است و عمل تبادل در این ناحیه صورت می‌گیرد. مویرگها دارای دیواره نازک با پوشش تماس دارند.
|
چگونگی تنفس
تنفس در آدمی شامل دو مرحله دم و بازدم است. در مرحله دم هوا وارد ششها و در هنگام بازدم از آن خارج می‌شود. در انجام دم و بازدم پرده جنب نقش مهمی دارد. فشار فضای میان دو لایه پرده جنب همیشه کمتر از فشار اتمسفر است و به همین دلیل ششها حتی در حالت بازدم ارادی نیز کاملا بسته نمی‌شوند. قبل از شروع دم کلیه ماهیچه‌های تنفس در حال استراحت هستند و دیافراگم به صورت یک گنبد است و دنده‌ها در پایین‌ترین وضعیت خود قرار دارند و فشار فضای جنب کمتر از فشار اتمسفر و ششها در حالت نیمه باز هستند. هنگامی که فرمان عصبی دم توسط مراکز تنفسی در مغز صادر می‌شود اعصاب حرکتی ماهیچه‌های بین دنده‌ای خارجی و دیافراگم را منقبض میکنند.انقباض ماهیچه‌های بین دنده‌ای خارجی موجب حرکت دنده‌ها به بالا و طرفین می‌شود. انقباض دیافراگم موجب افزایش حجم قفسه سینه می‌شود. این افزایش حجم باعث کاهش فشار مایع جنب و باز شدن کیسه‌ها می‌شوند و هوا را به درون خود می‌کشانند. بنابراین عامل اصلی باز شدن کیسه‌های هوایی و ورود هوا به ششها پرده جنب است. اگر پرده جنب پاره شود شش کاملا جمع شده و از کار می‌افتد. در پایان دم ماهیچه‌ای ویژه دم استراحت میکنند. خاصیت ارتجاعی ششها و وزن قفسه سینه موجب می‌شود که ششها به حالت اولیه خود برگردند. برگشت ششها باعث افزایش فشار هوای درون شش نسبت به اتمسفر و در نتیجه بیرون راندن هوا می‌شود بازدم را بطور فعال نیز می‌توان انجام داد.
تنظیم حرکات دم و بازدم
نورونهای بصل‌النخاع دارای فعالیت خودکار و متناسب هستند. در بصل‌النخاع علاوه بر نورونهای مرکز دم ، نورونهای دیگری وجود دارد که تحریک آنها ماهیچه‌های بازدم را فعال می‌کند. اما در تنفس عادی پس از توقف فعالیت مرکز عصبی دم ، انقباض ماهیچه‌های تنفسی پایان می‌یابد و بازدم به صورت غیر فعال و به علت خاصیت ارتجاعی ششها صورت می‌گیرد. همچنین مراکز ارادی تنفس در قشر مخ وجود دارد. گازهای تنفسی نیز در میزان فعالیت تنفس نقش دارند. عامل این تنظیم مقدار اکسیژن و بویژه دی‌اکسید کربن موجود در خون است. توازن این دو گاز در خون باید حفظ شود.انتقال و تبادل گازهای تنفسی
هنگامی که بک مولکول اکسیژن هوا وارد دستگاه تنفس می‌شود تا زمانی که به درون یکی از سلولهای بدن برسد باید مراحل زیر طی شود.- انتقال از هوا به شش
- انتقال از شش به خون (تبادل)
- انتقال در خون
- انتقال از خون به بافتها (تبادل).
دستگاه گوارش
.| دستگاه گوارش انسان | |
|---|---|
 |
|
| دستگاه گوارش انسان |
دستگاه گُوارش یکی از دستگاه‌های فعال در بدن انسان و بعضی از جانداران است. این دستگاه در انسان و مهره‌داران به صورت لولهٔ گوارشی، و در جانوران تکامل نیافته مثل اسفنجها یا کیسه‌تنان به صورت کیسهٔ گوارشی وجود دارد. باید توجه داشت که دستگاه گوارش در جانوران براساس نوع غذایی که می‌خورند به شکل‌های مختلفی وجود دارد. اما به طور کلی دستگاه گوارش آنها از چهار بخش بلع، گوارش، جذب و دفع تشکیل شده‌است. بعضی از جانوران که به صورت انگل زندگی می‌کنندمانند کرم کدو اصلاً دستگاه گوارش ندارند و به طور مستقیم و با عمل انتشار مواد غذایی تجزیه شده را از طریق پوست وارد بدن خود کرده و مورد استفادهٔ سلولهای خود قرار می‌دهند (مثل کرم کدو).
دستگاه گوارش انسان که از دهان تا مقعد امتداد دارد، از لولهٔ گوارشی و غده‌های گوارشی تشکیل شده‌است و حدود هفت متر طول دارد. غدد گوارشی شامل غده‌های بزاقی، غده‌های دیوارهٔ معده و روده، پانکرآس و کبد است. لولهٔ گوارشی نیز شامل دهان، حلق، سرخ‌نای (مِری)، معده، رودهٔ باریک، رودهٔ بزرگ و راست‌روده می‌شود. هر چیزی که وارد معده می‌شود با آنزیمهای درون معده مخلوط می‌گردد تا با اجزا ساده تری تجزیه شود. سپس این مخلوط از معده خارج شده و به روده‌ها می‌رود تا از آنجا، مواد غذایی تجزیه شده جذب جریان خون شوند. مواد غذایی تجزیه شده از طریق جریان خون به سرتاسر بدن می‌روند و در اختیار یاخته‌های بدن قرار می‌گیرند تا در آنها مصرف شده و یا ذخیره شوند. اجزای غذایی که جذب نمی‌شوند از بدن دفع می‌گردند (از طریق مدفوع).
دهان
از هنگامی که شما شروع به جویدن غذا می‌کنید، هضم غذا نیز شروع می‌گردد. دهان در اثر جویدن و آنزیمهای موجود در بزاق باعث گوارش مکانیکی (توسط [دندان]ها و ماهیچه‌های فک پایین) و شیمیایی می‌شود. بزاق مخلوطی از ترشحات سه جفت غدهٔ زیرزبانی، زیرآرواره‌ای و بناگوشی است. مادهٔ دیگری نیز در آن وجود دارد که موسین نام دارد و به هنگام مخلوط شدن با آب به مادهٔ چسبناک و قلیلیایی به نامموکوز تبدیل می‌شود و باعث چسبیده شدن ذرات جویده‌شده به هم و تسهیل در بلع می‌شود. غده‌های ترشح کنندهٔ موسین در سراسر لولهٔ گوارشی وجود دارند. در بزاق آنزیمی به نام پتیالین وجود دارد که یک آمیلاز ضعیف است و از غدد بناگوشی ترشح می‌شود. این آنزیم کربوهیدراتها حمله کرده و نشاسته را به مالتوز تبدیل می‌کند. آنزیم دیگر موجود در بزاق لیزوزیم است که باعث ضدعفونی دهان و از بین رفتن باکتریها می‌شود. بنابراین بزاق باعث گوارش، ضدعفونی حفرهٔ دهان، کمک به حس چشایی، مرطوب نگاه داشتن دهان و تسهیل سخن گفتن می‌شود. پس از جویده شدن، غذا در اثر عمل بلع به مری و از طریق آن به معده راه می‌یابد. دهان اولین عضو دستگاه گوارش بدن است که غذا و آب برای گوارش اول وارد این عضو می‌شوند. دهان شامل حفره دهان، دندانها، زبان، بزاق، لثه و سقف دهان است فک بالا ثابت است و حرکت نمی‌کند. ولی فک پائین حرکت دارد و عمل باز و بسته شدن دهان را انجام می‌دهد. در داخل استخوان هر فک حفراتی وجود دارد که ریشه دندانها در آن قرار می‌گیرد. در این حفرات دندانها بوسیله الیاف دور دندان به استخوان فک متصل می‌شوند. روی آرواره‌ها و دور دندان را لثه می‌پوشاند. به آرواره لثه و الیاف نگهدارنده دور دندان بافت نگهدارنده دندان گفته می‌شود. دهان انسان در اعمال زیادی نظیر حرف زدن خندیدن. چشیدن . گاز گرفتن. جویدن و بلعیدن غذا شرکت دارد. اولین قدم در راه گوارش غذا. خرد کرد و جویدن مواد غذایی است که توسط دندانها صورت می‌گیرد . هرکدام از دندانها با شکل خاص خود به عمل جویدن کمک کی کنند. دندانهای پیشین برای بریدن . دندانهای نیش برای پاره کردن و دندانهای آسیا برای خرد کردن لقمه شکل گرفته‌است.
معده و مری
پس از جویده شدن غذا، زبان بالا می‌رود و به کام می‌چسبد. پس از آنکه گیرنده‌های مکانیکی گلو تحریک شدند زبان کوچکبینی را می‌بندد. اپی‌گلوت نیز راه نای را بسته و به این ترتیب غذا وارد مری می‌شود و توسط حرکات دودی ماهیچه‌های حلقوی مری به دهانهٔ معده می‌رسد. این بخش که کاردیا نام دارد در حالت عادی منقبض بوده و مانع بازگشت غذا از درون معده به مری می‌شود. وقتی امواج دودی به کاردیا می‌رسند باعث بازشدن آن و ورود غذا به درون معده می‌شوند. آن‌گاه معده توسط آنزیمها و حرکات خود غذا را به ماده‌ای خمیری به نام نیز بالا می‌رود و راه کیموس تبدیل میکنند.
مواد ترشح‌شده به درون معده عبارت‌اند از موسین (که با تشکیل لایه‌ای قلیایی از موکوز از دیواره معده در برابر شیرهٔ اسیدی معده محافظت می‌کند)، اسید کلریدریک، فاکتور داخلی معده (که باعث جذب ویتامین ب۱۲ می‌شود)، چند پروتئاز که به طور کلی پپسینوژن خوانده می‌شوند و باعث تجزیهٔ پروتئینها به اسیدآمینه می‌شوند و گاسترین (محرک ترشح اسید کلریدریک).
روده کوچک
روده کوچک شما دارای سه قسمت میباشد. اولین قسمت روده کوچک که درست بعد از معده قرار دارد را اصطلاحاً " اثنی عشر «یا دوازدهه ویا» دئودنوم " (Duodenum) می‌نامند، که کوتاهترین قسمت روده کوچک میباشد. دو قسمت دیگر روده کوچک که بعد از دوازدهه (اثنی‌عشر) قرار دارند به ترتیب عبارت‌اند از تهی‌روده (Jejunum) و درازروده[۱] (Ileum) که به روده بزرگ متصل می‌گردد. وقتی غذا از معده وارد دوازدهه می‌شود، به علت مخلوط بودن با اسید معده، هنوز اسیدی میباشد. در محل دوازدهه، یک شیره گوارشی قلیایی به این غذا اضافه می‌گردد تا حالت اسیدی آن را خنثی نماید. این شیره گوارشی از عضوی که در قسمت زیر معده قرار دارد و به آن اصطلاحاً لوزالمعده گفته می‌شود ترشح می‌گردد، که حاوی آنزیم‌هایی است که باعث ادامه هضم غذا می‌شود. صفرا نیز در همین محل به غذا اضافه می‌گردد صفرا مایعی سبز رنگ است که در کبد شما ساخته می‌شود و سپس از کبد به کیسه صفرا وارد می‌گردد تا در آنجا ذخیره شود. این صفرا به حل شدن مواد غذایی چرب کمک می‌نماید. وقتی که شیره گوارشی وظیفه خود را انجام داد، مواد غذایی اصلی به اجزا ساده تر خود تجزیه می‌شوند که عبارت‌اند از:
- پروتئینها به آمینو اسیده‌ها تجزیه می‌شوند
- کربو هیدراتها به گلوکز و سایر قندهای ساده تر تبدیل می‌شوند
- چربی‌ها به اسیدهای چرب و گلیسرول تجزیه می‌گردند
در قسمت‌های پایین تر روده کوچک (یعنی در تهی‌روده و درازروده)، فراورده نهایی غذای گوارده از طریق دیواره روده کوچک به جریان خون جذب می‌گردند. بر اثر انقباضات موجی شکل عضلات دیواره روده‌ها، غذا در طول روده حرکت کرده وبه جلو می‌رود. این حرکت را اصطلاحاً " پریستالسیس «(peristalsis) می‌نامند. دیواره روده‌ها صاف نیست بلکه دارای میلیونها برجستگی انگشت مانند به نام» پرز" (Villi) میباشد. این پرزها باعث می‌شود که سطح وسیعی در روده‌های شما ایجاد شود تا جذب غذاها بهتر صورت گیرد. ویتامین‌های محلول در آب و مواد معدنی در این مرحله، جذب جریان خون می‌شوند. وقتی که مواد غذایی جذب جریان خون شد، باقی‌مانده غذایی که هضم نشده‌است وارد روده بزرگ می‌گردد بدن شما می‌تواند بعضی از مواد غذایی، مثل آنهایی که ایجاد انرژی میکنند و بعضی از ویتامینها و مواد معدنی را ذخیره نماید. اضافی مواد غذایی که بدن نمی‌تواند آنها را ذخیره نماید از طریق مدفوع از بدن خارج می‌گردد. سلولهای دیوارهٔ پرزها برجستگی‌های کوچکتری یه نام ریزپرز دارند.
روده بزرگ
روده بزرگ شامل کولون (Colon)، راست‌روده (Rectum) و مقعد میباشد. طول روده بزرگ حدود یک متر است. آبی که برای هضم غذاها مورد استفاده قرار گرفت بود در روده بزرگ باز جذب می‌شود و باعث می‌شود که مدفوع بدون آب و خشک ایجاد شود.
هنگامی که مدفوع به راست روده می‌رسد، بر اثر انقباضات واکنشی که در راست‌روده ایجاد می‌شود و ماهیچه‌های دریچه یا اسفنکتر مقعد را شل می‌نماید، احساس دفع مدفوع به شخص دست می‌دهد. اسفنکترهای مقعد، ماهیچه‌های حلقویمدفوع میکنند، در حالیکه سایرین روزی یک بار و بعضی‌ها نیز هر دو یا سه روز یک بار مدفوع میکنند که تمام این موارد طبیعی هستند. شکلی می‌باشند که کنترل بازشدن و بسته شدن مقعد را در اختیار دارند. معمولاً حدود یک تا سه روز طول می‌کشد که غذا از دهان تا مقعد برسد. بعضی از افراد روزی دو یا سه بار
نحوه مطالعه فصل اول دستگاه ایمنی
با نگاهی به سوالات کنکور هاس سال قبل و امسال متوجه طرح شدن یک یا دو سوال از فصل اول زیست شناسی سوم میشویم که یا بصورت مستقیم بوده و یا بصورت ترکیبی مثل کنکور سال92 خواهد بود.برای اینکه به سوالات مستقیم این فصل پاسخ گو باشیم لازم است به تمامی شکل های این فصل و قید های بکار رفته در فصل را به دقت مطالعه کنیم.اما برای پاسخ گویی به سوالات ترکیبی لازم است علاوه بر دانش در مورد فصل مورد نظر درباره سایر فصول کتاب نیز اطلاعات لازم و کافی داشته باشیم.به عنوان مثال به تست ترکیبی زیر دقت کنید:
سوال ترکیبی 1:
1)پروستات 2)گره لنفی 3)پلاسموسیت 4)لنفوسیت Bخاطرهاگر به شکل سال دوم دقت میکردیم متوجه میشدیم که این شکل مربوط به شبکه آندوپلاسمی زبر میباشد لذا با توجه به اینکه پلاسموسیت ها پادتن تولید میکنند شبکه آندوپلاسمی زبر و گلژی فراوان نیز دارند.یعنی گزینه 3 جواب میباشد.
دستگاه عصبی
دستگاه عصبی
| دستگاه عصبی | |
|---|---|
 |
|
| The Human Nervous System. | |
| لاتین | systema nervosum |
دستگاه عصبی یا سیستم عصبی یا سامانهٔ عصبی (Nervous System) در بدن جانوران به هماهنگی فعالیت‌های ماهیچه‌ها پرداخته، اندام گوناگون را تحت نظارت درآورده، و ایجاد و توقّف ورودی‌های مربوط به حواس مختلف را باعث می‌شود. وظیفه کنترل اعمال بدن بر عهدهٔ دو سامانهٔ عصبی و غده‌ای درونی میباشد، که از این میان، سامانهٔ عصبی، از یاخته‌های عصبی و یاخته‌های کمکی تشکیل شده‌است.
به این ترتیب دستگاه عصبی، با ساختار و کار ویژه‌ای که دارد، در جهت ایجاد هماهنگی بین اعمال سلولها و اندام‌های مختلف بدن تمایز و تکامل یافته‌است. خواص ویژهٔ آن عبارت اند از تأثیرپذیری نسبت به محرک‌های خارجی، ایجاد یک جریان عصبی که نمایانگر تأثیر محرک است، هدایت جریان عصبی از یک نقطهٔ دستگاه به نقطهٔ دیگر و سرانجام انتقال آن از یک واحد عصبی به یک واحد دیگر.
تقسیم‌بندی دستگاه عصبی
تقسیم‌بندی دستگاه عصبی معمولاً بر دو مبنای کالبدشناختی (آناتومیک) و کارکردی صورت می‌گیرد.
دیدگاه کالبدشناختی
دستگاه عصبی را از دیدگاه کالبدشناختی به دو بخش تقسیم می‌نمایند، که عبارت‌اند از:
- دستگاه عصبی مرکزی: از مغز و نخاع تشکیل گردیده‌است.
- دستگاه عصبی محیطی: از۱۲ جفت رشته‌های عصبی مغزی و ۳۱ جفت رشته‌های عصبی نخاع تشکیل گردیده‌است که مغز و نخاع را به سایر قسمت‌های بدن ارتباط می‌دهند. دستگاه عصبی محیطی شامل دو بخش اصلی حسی و حرکتی است. بخش حسی اطلاعات اندام‌های حس را به دستگاه عصبی مرکزی هدایت می‌کند (حس پیکری و حس احشایی)، و بخش حرکتی ارسال پیام عصبی را به اندام‌های حرکتی بر عهده دارد و خود شامل دو دستگاه مستقل می‌شود: دستگاه عصبی پیکری و دستگاه عصبی خودمختار.
دیدگاه کارکردی
از دیدگاه کارکردی سامانهٔ عصبی را به دو بخش تقسیم می‌نمایند:
- دستگاه عصبی پیکری: بخش ارادی سامانهٔ عصبی بوده و به ماهیچه‌های اسکلتی و همچنین ماهیچه زبان عصب‌دهی می‌نماید. برخی از فعالیت‌ها در این دستگاه همچون انعکاس‌های نخاعی، غیر ارادی اند.
- سامانه عصبی خودگردان و یا خودمختار : همانطور که از نام آن مشخص است، سامانهٔ عصبی کاملاً غیر ارادی بوده که بر اعمال اندام درونی بدن، غده‌ها و... نظارت دارد و شامل دو گروه رشته‌های عصبی سمپاتیک و رشته‌های عصبی پاراسمپاتیک میباشد که حالت پایدار بدن را حفظ میکنند. عمل این دو بخش به طور معمول برخلاف یکدیگر است.
وظیفه دستگاه عصبی
سامانهٔ عصبی سه وظیفه اصلی دارد: دریافت پیامهای حواس، ترکیب داده‌ها واعمال حرکات. این فعالیت‌های عصبی به طور کلی در دو جهت انجام می‌گیرند: تنظیم فعالیت‌های درونی بدن و تنظیم موقعیت جانور نسبت به محیط اطراف. البته در اغلب موارد، هر دو نوع تنظیم عصبی داخلی و خارجی با هم کار میکنند. دریافت حواس هنگامی اتفاق می‌افتد که بدن از راه نورونها، گلیا و سیناپس‌ها به گردآوری اطلاعات و داده‌ها می‌پردازد. دستگاه عصبی از سلولهای عصبی قابل تحریک و سیناپس‌هایی پایه ریزی می‌گردد که سلولها را به یکدیگر یا به مراکز سراسری و یا به دیگر نورونها متصل میکنند. کارکرد این نورونها بر پایه تحریک و بازدارندگی است. روش ارتباط میان سلولهای عصبی است که تعیین کننده کارکرد آنها میباشد.
رشته‌های عصبی آوران محرک‌های عصبی را از گیرنده‌های حسی به مغز و نخاع هدایت میکنند. پردازش اطلاعات درنهایت با ترکیب داده‌ها و فقط درمغز صورت می‌پذیرد. پس از پردازش اطلاعات درمغز، فرمان‌های عصبی ازطریق مغز و نخاع به ماهیچه‌ها و اندامها هدایت می‌شوند که به این فرایند اعمال حرکت گفته می‌شود. سلولهای گلیا داخل بافت عصبی یافت می‌شوند و قابل تحریک نیستند.
جنین‌شناسی دستگاه عصبی
در هفته سوم پس از لقاح، در ناحیه پشتی جنین، نوار طولی از اکتودرم ظاهر شده که دارای دو پایانه سری و دمی میباشد، این صفحه، صفحه عصبی گفته می‌شود، از آنجایی که رشد اطراف صفحه بیش از نواحی مرکزی آن میباشد پس از مدتی صفحه بصورت ناودان مانند موسوم به ناودان عصبی و با ادامه روند رشد، سرانجام بصورت لوله در امده که به آن لوله عصبی گفته می‌شود.
دستگاه عصبی مرکزی
دستگاه عصبی مرکزی از دو قسمت مغز و نخاع (medulla spinalis) تشکیل شده‌است. مغز در داخل حفره جمجمه‌ای جای دارد و توسط کپسولی استخوانی محافظت می‌شود. نخاع نیز در داخل حفره نخاعی جای دارد و توسط ستون مهره‌ها حمایت می‌شود. هم مغز و هم نخاع در داخل پوششی بنام مننژ قرار دارند و مایع مغزی نخاعی نیز فضای بین این اعضا و مننژ را پر کرده است.
دستگاه عصبی مرکزی از دو بخش ماده سفید و خاکستری تشکیل یافته‌است. ماده خاکستری حاوی سلولهای عصبی و قسمت ابتدایی زواید آنها است و ماده سفید حاوی الیاف عصبی است.
مغز
مغز در داخل حفره جمجمه‌ای جای دارد و از راه سوراخ ماگنوم به نخاع متصل می‌شود. قسمت پایینی مغز را که به طناب نخاعی متصل می‌شود را بنام ساقه مغز (Brain Stem) می‌شناسند و قسمت جلویی مغز را پیشامغز (پروزانسفالون) (Prosencephalon) می‌نامند.
در رویان ۵ هفته‌ای پیشامغز از دو قسمت تشکیل شده‌است: تلانسفال (Telencephalon) و دیانسفال(Diencephalon). تلانسفال که نیمکره‌های مغزی را می‌سازد و دیانسفال که چشم‌ها، هیپوفیز، تالاموس، هیپوتالاموس و اپی فیز (جسم پینه آل) را می‌سازد.
ساقه مغز از دو تشکیل شده‌است: مغز میانی (مزانسفالون Mesencephalon) و مغز پسین (رومبانسفالون Rhombencephalon).
رومبانسفالون نیز از دو بخش تشکیل شده‌است: متانسفالون (Metencephalon) که در آینده پل مغز (Pons) و مخچهمیلانسفالون (Myelencephalon) که در آینده پیاز مغز (Medulla oblongata) را می‌سازد. (Cerebellum) از آن منشا می‌گیرد و
- وزن مغز: وزن مغز در انسان‌ها بطور متوسط بین ۱۲۵۰ تا ۱۶۰۰ گرم میباشد. وزن مغز با وزن بدن نیز ارتباط داردآتروفی وابسته به سن کاهش می‌یابد. باید توجه داشت که میزان وزن مغز افراد با میزان هوش آنها ارتباطی ندارد. و معمولاً افراد سنگین وزن تر دارای وزن مغز بیشتری می‌باشند. متوسط وزن مغز در مردان ۱۳۵۰ گرم و در زنان ۱۲۵۰ گرم میباشد. در سن ۲۰ سالگی وزن مغز به حداکثر میزان خود می‌رسد. در سنین پیری وزن مغز به علت
نخاع
نخاع درون ستون مهره‌ها از پیاز مغز تا کنار پایینی اولین مهره کمری
امتداد دارد و مغز را به دستگاه عصبی محیطی
متصل می‌کند. نخاع در کودکان بلند تر بوده و تا کنار بالایی سومین
مهره کمری امتداد دارد. نخاع علاوه بر انتقال اطلاعات حسی به مغز و
پیامهای عصبی به ماهیچه‌ها، مرکز برخی از انعکاس‌های بدن است. انعکاس، پاسخ
ناگهانی و غیر ارادی ماهیچه‌ها در پاسخ به محرک‌هاست.
۳۱ جفت عصب نخاعی به نخاع متصل است. هر عصب شامل یک ریشهٔ پشتی و یک ریشهٔ شکمی است. ریشه‌های پشتی محتوی نورونهای حسی‌اند که اطلاعات را از گیرنده‌های حسی به دستگاه عصبی مرکزی انتقال می‌دهند. ریشه‌های شکمی محتوی نورونهای حرکتی اند که پاسخ حرکتی را از دستگاه عصبی مرکزی به ماهیچه‌ها و غده‌ها منتقل میکنند.
در برش عرضی نخاع دو بخش دیده می‌شود: بخشی در وسط که از جنس مادهٔ خاکستری است و شامل جسم سلولی نورون‌هاست، و بخشی از جنس مادهٔ سفید که محتوی آکسون و دندریت نورون‌هاست و بخش خاکستری را دربر گرفته‌است. همچنین در بخش خاکستری نخاع، نورونهای رابط وجود دارند که باعث ارتباط نورونها با یکدیگر می‌شوند.
محافظت از دستگاه عصبی مرکزی
دستگاه عصبی مرکزی پستانداران به چند روش محافظت می‌شود. نخستین عامل، استخوان‌های جمجمه و ستون مهره‌هامننژ می‌پوشاند. پردهٔ بیرونی مننژ از نوع بافت پیوندی محکم است و سخت‌شامه نام دارد. در زیر آن لایهٔ عنکبوتیه قرار دارد، و لایهٔ درونی مننژ نرم‌شامه است که دارای مویرگ‌های خونی فراوان است و بافت مغزی را تغذیه می‌کند. میان لایهٔ عنکبوتیه و نرم‌شامه فضایی هست که از مایعی به نام مایع مغزی نخاعی پر شده‌است و نقش ضربه‌گیر را دارد. هستند که جعبه‌ای محکم و استخوانی برای محافظت از مغز و نخاع به وجود می‌آورند. افزون بر آن، مغز و نخاع را پرده‌ای سه‌لایه‌ای به نام
همچنین، سلولهای پوششی دیوارهٔ مویرگ‌های مغزی، فاقد منافذی هستند که در سایر بافتها دیده می‌شود. در نتیجه بسیاری از مواد که در متابولیسم سلولهای مغز نقشی ندارند و نیز میکروب‌ها معمولاً نمی‌توانند وارد مغز شوند. به این عامل حفاظت‌کننده سد خونی مغزی می‌گویند.نورونهای دستگاه عصبی مرکزی بوسیله انواعی از سلولهای غیر قابل تحریک که نوروگلی نامیده می‌شوند حمایت می‌شوند.
نوروگلیا
این دسته از سلولها وظیفه حمایت از سلولهای عصبی یا همان نورونها را بر
عهده دارند و غیر عصبی هستند. گرچه این سلولها کوچکتر از نورونها هستند
ولی از لحاظ تعداد ۵ تا ۱۰ برابر نورونها هستند به طوری که نصف حجم مغز و
نخاع را شامل می‌شوند. این سلولها به ۴ دسته کلی تقسیم می‌شوند:
دستگاه عصبی محیطی
دستگاه اعصاب محیطی از اعصاب مغزی (Cranial nerves)، اعصاب نخاعی (Spinal
nerves) و عقدههای مربوط به آنها تشکیل شده‌است.
اعصاب مغزی
اعصاب مغزی ۱۲ جفت می‌باشند. اگرچه دو جفت اول را نمی‌توان واقعاً جزئی از دستگاه اعصاب محیطی به‌شمار آورد. تا هفته چهارم تکامل جنینی هسته‌های همه ۱۲ عصب مغزی تشکیل شده‌اند. همه اعصاب مغزی بجز عصب بویایی و عصب بینایی از ساقه مغز منشا می‌گیرند. لیست اعصاب مغزی به شرح زیر میباشد:
- زوج ۱: عصب بویایی (olfactory nerve)
- زوج ۲ : عصب بینایی (optical nerve)
- زوج ۳ : عصب حرکتی چشم (اوکولوموتور) (oculomotor nerve)
- زوج ۴ : عصب قرقره‌ای (تروکلئار) (trochlear nerve)
- زوج ۵ : عصب سه‌قلو (تریجمینال) (trigeminal nerve)
- زوج ۶ : عصب ششم مغزی (ابدوسنس) (abducens nerve)
- زوج ۷ : عصب چهره‌ای یا عصب فاشیال (facial nerve)
- زوج ۸ : عصب دهلیزی-حلزونی (وستیبولوکوکلئار) (vestibulocochlear nerve)
- زوج ۹ : عصب زبانی-حلقی (گلوسوفارینژیال) (glossopharyngeal nerve)
- زوج ۱۰ : عصب واگ (عصب جمجمه‌ای دهم) (vagus nerve)
- زوج ۱۱ :عصب فرعی (اکسسوری) (accessory nerve)
- زوج ۱۲ : عصب زیرزبانی (هیپوگلوسال) (hypoglossal nerve)
اعصاب نخاعی
در انسان ها ۳۱ جفت عصب نخاعی وجود دارد که از راه سوراخ‌های بین مهره ای ستون مهره‌ها بیرون می‌آیند. اعصاب نخاعی به صورت زیر تقسیم بندی و نامگذاری میکنند:
- اعصاب گردنی (cervical nerves): این اعصاب ۸ جفت هستند که از C۱ تا C۸ نامگذاری شده‌اند. اولین زوج از بین استخوان پس‌سری (occipital bone) و مهره اطلس خارج می‌شود.
- اعصاب سینه‌ای (thoracic nerves): این اعصاب ۱۲ جفت می‌باشند که از T۱ تا T۱۲ نامگذاری شده‌اند.
- اعصاب کمری (lumbar nerves): این اعصاب ۵ جفت می‌باشند که از L۱ شماره تا L۵ نامگذاری شده‌اند.
- اعصاب خاجی (sacral nerves): این اعصاب ۵ جفت می‌باشند که از S۱ تا S۵ نامگذاری می‌شوند.
- یک جفت عصب دنبالچه‌ای (کوکسیژیال، Coccygeal) که از بین مهره اول و دوم دنبالچه‌ای خارج می‌شود.
هر عصب نخاعی توسط دو ریشه به نخاع متصل است: ریشه پیشین (Anterior root) و ریشه پسین (Posterior root). ریشه‌های پیشین و پسین پس از خروج از طناب نخاعی به طرف سوراخ بین مهره‌ای خود رفته و به هم متصل می‌شوند و تشکیل عصب نخاعی را می‌دهند. ریشه پیشین حاوی الیاف وابران (Efferent fibers) است در حالی که ریشه پسین حاوی الیاف آوران (Afferent fibers) است. ازآنجا که الیاف آوران، اطلاعاتی از قبیل حس لامسه، درد، حرارت و ارتعاش را منتقل میکنند به آنها الیاف حسی (Sensory fibers) هم می‌گویند. عصب نخاعی پس از گذشتن از سوراخ بین مهره‌ای به دو شاخه تقسیم می‌شود: شاخه بزرگ پیشین (Anterior ramus) و شاخه بزرگ پسین (Posterior ramus). این شاخه‌ها هم الیاف حسی و هم الیاف حرکتی دارند. شاخه‌های پیشین در ابتدای اندام مربوطه به هم می‌پیوندند و شبکه عصبی را در همان طرف اندام ایجاد میکنند. شبکه گردنی و شبکه بازویی در ابتدای اندام فوقانی شکل می‌گیرند و شبکه کمری و شبکه خاجی یا شبکه ساکرال (Sacral Plexus) در ابتدای اندام تحتانی ایجاد می‌شوند.