Närvisüsteem

Närvisüsteem (ladina keeles systema nervosum) on elundkond, mille eesmärk on töödelda väliskeskkonnast ja organismist saadud informatsiooni, reguleerida selle tulemusel organismi käitumist ja koordineerida füsioloogiat ^[2]. Närvisüsteem saab väliskeskkonna kohta informatsiooni vastavates meeleelundites asuvate meeleretseptorite abil, sisekeskkonna kohta aga siseelundites, lihastes, veresoontes, südames ja mujal organismis paiknevate retseptorite abil. Närvisüsteemi vahendusel kohaneb organism väliskeskkonna muutustega ja organismis toimuvate protsessidega. Närvisüsteem kogub, edastab, töötleb ja salvestab infot ning annab selle edasi lihastele ja näärmetele.

Enamikul loomaliikidel koosneb närvisüsteem kesknärvisüsteemist (KNS) ning piirde- ehk perifeersest närvisüsteemist (PNS). Kesknärvisüsteemi kuuluvad pea- ja seljaaju. Perifeerne närvisüsteem koosneb ülejäänud närvidest ja närvirakkude kogumikest väljaspool kesknärvisüsteemi (ganglionid). Perifeerne närvisüsteem jaguneb somaatiliseks, autonoomseks ehk vegetatiivseks (ANS) ja enteerseks närvisüsteemiks (ENS). Somaatiline närvisüsteem vastutab retseptoritelt saadud info kesknärvisüsteemi juhtimise eest (aferentne ehk sensoorne osa) ning kesknärvisüsteemist info lihaste, liigeste, mõningate näärmete või muude efektororganite suunas saatmise eest (eferentne osa). Autonoomne närvisüsteem reguleerib silelihaste, südamelihase, kopsude ja näärmete tööd. Autonoomne närvisüsteem ei ole inimese tahtliku kontrolli all ning jaguneb omakorda sümpaatiliseks ja parasümpaatiliseks närvisüsteemiks. Sümpaatilise närvisüsteemi ülesanne on valmistada organism ette tegutsemiseks, parasümpaatiline närvisüsteem juhib organismi taastumist. Enteerne närvisüsteem hoiab enda kontrolli all seedetrakti talitlust.

Teadusvaldkonda, mis uurib närvisüsteemi talitlust, nimetatakse neurobioloogiaks või neuroteadusteks.

Närvisüsteemi struktuur

Närvisüsteemi rakuline ehitus

Närvikude koosneb kahte tüüpi rakkudest: närvirakkudest ehk neuronitest ja gliiarakkudest.

Pikemalt artiklis Närvikude

Närvirakud

Närvirakk on peamine infotöötlust vahendav rakutüüp närvisüsteemis. Tüüpilisel närvirakul on neli talitluslikult erinevat osa^[3]:

Rakukeha (sooma) – närviraku metaboolne keskus, kus toimub nii geenide ekspressioon kui ka energia tootmine mitokondrites.
Dendriidid – närvijätked, mis on närvirakkude sisendstruktuur.
Akson – raku väljundjätke, mis kannab närviimpulsse rakukehast presünaptiliste terminalideni.
Presünaptilised terminalid – selles rakukompartmendis muudetakse närviimpulss ümber biokeemiliseks signaaliks. Närviimpulsi jõudmisel presünaptilisse terminali vabastatakse seal paiknevatest vesiikulitest närvi virgatsained (ingl neurotransmitter) sünaptilisse pilusse.

Sünapsid on struktuurid, kus närvirakud vahetavad omavahel informatsiooni. Sünapsid võivad olla kas keemilised või elektrilised. Keemilistes sünapsides konverteeritakse närviimpulss ümber virgatsaine erituseks, mida omakorda tuvastab järgmine närvirakk läbi rakumembraanis paiknevate virgatsainete retseptorite. Elektrilistes sünapsides kandub närviimpulss otse üle järgmisse närvirakku. Sünapside abil moodustavad närvirakud elektrokeemilisi signaale juhtivaid närvivõrgustikke, mis töötlevad informatsiooni ning hoiavad kudede talitlust kontrolli all. Närvisüsteem mõjutab teisi kudesid (nt lihaskude, sisenõrenäärmed jt) virgatsainete, troofiliselt signaalide või hormoonide abil.

Gliiarakud

Gliirakkudel on närvisüsteemis mitmesuguseid tugifunktsioone. Kesknärvisüsteemis on kolme tüüpi gliirakke:

Astrotsüüdid ehk astrogliia rakud. Astrotsüüdid täidavad mitmeid funktsioone, muuhulgas varustavad need närvirakke toitainetega, reguleerivad rakkudevälist keskkonda ning moodustavad vigastuste korral armkude. Astrotsüüdid on arvukaim rakutüüp kesknärvisüsteemis.
Oligodendrotsüüdid. Oligodendrotsüüdid isoleerivad närvirakkude aksoneid müeliinkihiga, mis võimaldab kiiremat närviimpulsside liikumist mööda närvijätkeid.
Mikrogliia rakud. Mikrogliiarakud on kesknärvisüsteemis asuvad makrofaagid, mis täidavad immuunfunktsiooni.

Perifeerse närvisüsteemi põhiline gliiarakk on Schwanni rakk, mis ümbritseb perifeerseid närvijätkeid müeliinikihiga.

Võrdlev anatoomia ja närvisüsteemi evolutsioon

Selgroogsete närvisüsteemi põhilised alajaotused

Närvisüsteem esineb suuremal osal hulkraksetel loomaliikidel, kuid selle keerukus võib liigiti olla väga erinev. Närvisüsteemid võivad koosneda kõigest mõnesajast närvirakust (nt ümarussid), kuid närvirakkude hulk võib küündida kuni saja miljardi närvirakuni (inimene). Närvisüsteem puudub vaid mõnel lihtsa kehaplaaniga loomariigi hõimkonnal, nt käsnadel, plaatloomadel ja mesozoa'l. Lihtsaimaks närvisüsteemi vormiks on difuusne närvivõrk, mis esineb radiaalsümmeetrilistel loomadel (kiireliste põhikond) nagu kammloomad ja ainuõõssed. Ülejäänud loomaliikidel on närvisüsteem tsentraliseeritum, st närvirakud moodustavad keskse aju ja selgmise või kõhtmise närvisamba ning nendest lähtuvad närvijuhteteed ^[4].

Närvirakud tekkisid evolutsiooni käigus esimest korda Ediacara aegkonnas elanud ussilaadsetel organismidel orienteeruvalt 550–600 miljonit aastat tagasi.

Neuronite prekursorid käsnades

Kuigi käsnadel puuduvad närvirakud, on nende genoomis mitmeid sünaptiliste valkude ning muude närvirakkude talitluseks oluliste geenide homolooge. Vaatamata asjaolule, et käsnadel puudub rakkudevaheline sünaptiline signaaliülekanne, kommunikeerivad käsnarakud omavahel läbi kaltsiumilainete ja muude rakkudevaheliste signaalide, mis vahendavad lihtsamaid reaktsioone, nt kogu keha kokkutõmbumine^[5].

Kiireliste närvisüsteem (radiaalsümmeetrilised loomad, ld Radiata)

Ainuõõssete hõimkonda (Cnidaria) kuuluvatel meduusilaadsetel ja kammloomade hõimkonda (Ctenophora) kuuluvatel liikidel on närvisüsteemiks difuussed närvivõrgud, mis on lihtsaim närvisüsteemi vorm. Ainuõõssetel on närvivõrk jagunenud ühtlaselt üle terve keha. Kammloomadel on närvivõrk kontsentreerunud suuõõne ümbrusesse. Närvivõrgud koosnevad sensoorsetest neuronitest, mis reageerivad keemilistele, puute- ja visuaalsetele signaalidele; motoorsetest neuronitest, mis põhjustavad kehaseina kokkutõmbeid; ning interneuronitest, mis töötlevad sensoorsetelt neuronitelt tulenevat informatsiooni ja edastavad selle motoorsete neuronite gruppidele. Vahel on interneuronid klasterdunud ganglionitesse^[6].

Kiirelistel on närvisüsteemi areng oluliselt vähem struktureeritud kui kahekülgsetel loomadel (ld Bilateria). Erinevalt kahekülgsetest loomadest on kiirelistel embrüonaalse arengu jooksul vaid kaks lootelehte: endoderm ja ektoderm. Neuronid arenevad välja ektodermaalsete eellasrakkude alapopulatsioonist, millest arenevad lisaks neuronitele peaaegu kõik muud ektodermaalse päritoluga rakutüübid.

Kahekülgsete loomade närvisüsteem (ld Bilateria)

Enamik tänapäeval elavatest loomaliikidest, sealhulgas ka inimene, kuulub kahekülgsete hulka.

Lülijalgsete närvisüsteem

Lülijalgsetel (ld Arthropoda) (nt putukad ja vähilaadsed koorikloomad) koosneb närvisüsteem peaganglionidest ja kõhtmistest ganglionidest moodustunud ventraalajust.

Selgroogsete närvisüsteem

Selgroogsete, sealhulgas inimeste, närvisüsteem jaguneb kesknärvisüsteemiks ja perifeerseks närvisüsteemiks.

Kesknärvisüsteem koosneb peaajust ja seljaajust. Peaaju paikneb selgroogsetel koljuõõnes, seljaaju lülisambakanalis. Kesknärvisüsteemi kaitseb ajukelme, mis koosneb kolmekihilisest membraanide süsteemist (nt tugev väline membraan – aju kõvakest). Peaaju kaitseb kolju, seljaaju isoleerivad füüsiliste vigastuste eest lülisamba- ehk selgroolülid.

Inimese närvisüsteem

Inimese kesknärvisüsteem koosneb pea- ja seljaajust. Inimese perifeerse närvisüsteemi moodustavad 12 kraniaalnärvide paari ja 31 seljaajunärvide paari.

Närvisüsteemi talitlus

Närvisüsteemis aset leidvad protsessid vastutavad kõigi psüühiliste protsesside eest.

Närvisüsteemi areng

Närvisüsteem areneb välja ektodermaalsest lootelehest.

Närvisüsteemi haigused

Häireid närvisüsteemi talitluses võivad põhjustada geneetilised defektid, füüsiline trauma, infektsioonid, vananemisega kaasnevad kõrvalnähud või keemilised mürgid. Neuroloogilisi häireid klassifitseeritakse probleemi anatoomilise regiooni, düsfunktsiooni tüübi ning probleemi põhjuse alusel. Närvisüsteemi häired liigitatakse kesknärvisüsteemi häireteks ja perifeerse närvisüsteemi häireteks. Närvisüsteemi häireid liigitatakse järgmiselt^[7]:

Aju
- Aju trauma olenevalt ajusagarast
  - Otsmikusagara kahjustus
  - Kiirusagara kahjustus
  - Oimusagara kahjustus
  - Kuklasagara kahjustus
- Aju düsfunktsioonid vastavalt tüübile
  - Afaasia (keel)
  - Düsgraafia (kirjutamine)
  - Düsartria (keel)
  - Apraksia (liikumismustrid)
  - Agnoosia (inimeste või objektide identifitseerimine)
  - Amneesia (mälu)
Seljaaju haigused
Perifeersed neuropaatiad ja muud perifeerse närvisüsteemi haigused
Kraniaalnärvide haigused (nt trigeminaalnärvi neuralgia)
Autonoomse närvisüsteemi haigused (nt autonoomne neuropaatia, multisüsteemne atroofia)
Ajukoe erutushäired (nt epilepsia)
Kesk- ja perifeerse närvisüsteemi põhised liikumishäired (nt Parkinsoni tõbi, essentsiaalne treemor, amüotroofne lateraalskleroos, Tourette'i sündroom, polüskleroos ja mitmed perifeersed neuropaatiad)
Unehäired (nt narkolepsia)
Migreenid ja muud peavaluhaigused (nt klasterpeavalu)
Selja- ja kaelavalud
Kesknärvisüsteemi neuropaatia
Neuropsühhiaatrilised haigused (nt tähelepanupuudus- ja hüperaktiivsushäire, autism, Tourette'i sündroom, obsessiiv-kompulsiivne häire)
Deliirium ja dementsus (nt Alzheimeri tõbi)
Pearinglus ja vertiigo
Uimasus ja kooma
Peatrauma
Insult
Närvisüsteemi kasvajad (nt vähk)
Polüskleroos ja muud demüelineerumishaigused
Pea- ja seljaaju infektsioonid (nt meningiidid)
Prioontõved
Komplekssed regionaalsed valusündroomid

Viited

↑ Kasprak, Alex (8. märts 2023). "Does This Picture Show a Fully Dissected Human Nervous System?". Snopes. Vaadatud 9. aprillil 2023.
↑ Kandel ER, Schwartz JH, Jessel TM, 4th ed. (2000). "Ch. 1: The Brain and Behavior". Principles of Neural Science. McGraw-Hill Professional. ISBN 978-0-8385-7701-1.
↑ Kandel ER, Schwartz JH, Jessel TM, 4th ed. (2000). "Ch. 2: Nerve Cells and Behavior". Principles of Neural Science. McGraw-Hill Professional. ISBN 978-0-8385-7701-1.
↑ Nervous system, vaadatud 17.5.2015
↑ Jacobs DK, Nakanishi N, Yuan D et al. (2007). "Evolution of sensory structures in basal metazoa". Integr Comp Biol 47 (5): 712–723. doi:10.1093/icb/icm094. PMID 21669752
↑ Ruppert EE, Fox RS, Barnes RD (2004). Invertebrate Zoology (7 ed.). Brooks / Cole. pp. 111–124. ISBN 0-03-025982-7
↑ "Merck Manual: Brain, Spinal Cord and Nerve Disorders" http://www.merckmanuals.com/home/brain-spinal-cord-and-nerve-disorders, allikas vaadatud 17.05.2015

[Kasprak_2023-1] Kasprak, Alex (8. märts 2023). "Does This Picture Show a Fully Dissected Human Nervous System?". Snopes. Vaadatud 9. aprillil 2023.

[G6YiI-2] Kandel ER, Schwartz JH, Jessel TM, 4th ed. (2000). "Ch. 1: The Brain and Behavior". Principles of Neural Science. McGraw-Hill Professional. ISBN 978-0-8385-7701-1.

[c24zh-3] Kandel ER, Schwartz JH, Jessel TM, 4th ed. (2000). "Ch. 2: Nerve Cells and Behavior". Principles of Neural Science. McGraw-Hill Professional. ISBN 978-0-8385-7701-1.

[bAcEj-4] Nervous system, vaadatud 17.5.2015

[EUXSR-5] Jacobs DK, Nakanishi N, Yuan D et al. (2007). "Evolution of sensory structures in basal metazoa". Integr Comp Biol 47 (5): 712–723. doi:10.1093/icb/icm094. PMID 21669752

[IyTLZ-6] Ruppert EE, Fox RS, Barnes RD (2004). Invertebrate Zoology (7 ed.). Brooks / Cole. pp. 111–124. ISBN 0-03-025982-7

[DTJxz-7] "Merck Manual: Brain, Spinal Cord and Nerve Disorders" http://www.merckmanuals.com/home/brain-spinal-cord-and-nerve-disorders, allikas vaadatud 17.05.2015

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]