1. Физиология, её предмет, роль и задачи в формировании врачебной деятельности. Связь физиологии с другими науками. Понятие об организме, составных его элементах. Уровни морфофункциональной организации человеческого организма. Ответ
 Скачать 1.53 Mb.
|
|
ЗАКОН «КРУТИЗНЫ» (РОЛЬ СКОРОСТИ НАРАСТАНИЯ СИЛЫ РАЗДРАЖИТЕЛЯ). В середине XIX века была выяснена зависимость эффекта раздражения от скорости нарастания электрического тока, которая была обозначена как закон крутизны. Суть закона заключается в том, что для возникновения возбуждения (ПД) необходима определенная скорость нарастания силы раздражителя (например, электрического тока), ниже которой возбуждение вообще не возникает (происходит как бы «ускользание» от раздражителя). Явление приспособления возбудимых структур к медленно нарастающим по силе раздражителям было названо аккомодацией (Э. Дюбуа-Реймон, 1848). Быстро нарастающая сила раздражителя вызывает возникновение ПД, а пологий раздражитель вызывает только локальный ответ, не достигающий КУД. Основной механизм аккомодации связан с тем, что медленно нарастающая деполяризация вызывает увеличение количества инактивированных Na каналов, что сдвигает КУД вверх и повышает пороговый потенциал, а также снижает возбудимость клетки. При закрывании более 50% натриевых каналов клетка становится невозбудимой. 21) Изменение возбудимости и раздражимости при действии постоянного тока на живые ткани (полярный закон, электротон, катодическая депрессия). ЗАКОН ПОЛЯРНОСТИ РАЗДРАЖЕНИЯ. В середине XIX века были установлены закономерности действия постоянного электрического тока на нервы и мышцы, связанные с их реакциями на полюсах - закон полярности раздражения (Э. Пфлюгер, 1859). Этот закон имеет практическое значение и в современной медицине (например, в электротерапии и электродиагностике). Было показано, что при действии тока слабой силы на нерв сокращение иннервируемой мышцы возникает при замыкании тока и отсутствует при размыкании тока (возбуждающее действие катода сильнее, чем анода). При действии тока средней силы на нерв сокращение мышцы возникает как при замыкании тока, так и при размыкании тока. Такие же реакции возникают и при действии тока на мышцу (Бреннер, 1862). При слабом токе сокращение возникает лишь под катодом при замыкании тока. При средних токах сокращение имеется как под катодом при замыкании тока, так и под анодом - при размыкании тока. Механизмы закона полярности раздражения связаны с изменениями возбудимости под катодом (катэлектротон) и анодом (анэлектротон). КАТЭЛЕКТРОТОН И КАТОДИЧЕСКАЯ ДЕПРЕССИЯ При действии катода, расположенного внеклеточно (ток при этом имеет выходящее из клетки направление), происходит разрядка мембранной емкости и деполяризация клеточной мембраны. Вначале под катодом происходит уменьшение порогового потенциала (ПП=МПП - КУД) и, следовательно, увеличение возбудимости, а также проводимости. При действии субпорогового тока возникает препотенциал, а при действии порогового и сверхпорогового тока ПД. Однако при более длительной субпороговой деполяризации происходит инактивация Na каналов, сдвиг КУД вверх и увеличение порогового потенциала, что приводит к понижению возбудимости и скорости проведения возбуждения. Такое снижение возбудимости нерва при длительной субпороговой деполяризации было открыто Б.Ф. Вериго (1883) и названо катодической депрессией. АНЭЛЕКТРОТОН. При действии анода, расположенного внеклеточно (ток имеет входящее в клетку направление), происходит дозарядка мембранной емкости и гиперполяризация мембраны. Сначала смещение МП в негативную сторону увеличивает пороговый потенциал, снижая возбудимость и проводимость. Однако через некоторое время гиперполяризация уменышает инактивацию натриевых каналов (по сравнению с состоянием покоя), что приводит к смещению КУД вниз к мембранному потенциалу. В результате этого относительно восстанавливается возбудимость, а также проводимость. При выключении тока (прекращении гиперполяризации) МП под анодом моментально сдвигается вверх до исходного уровня (МПП), а сдвиг КУД вверх (реакция медленных инактивационных ворот) запаздывает, в связи с этим пороговый потенциал резко уменьшается, МП может достигнуть КУД, что приведет к возбуждению (анодразмыкательное сокращение мышцы). 22. Лабильность— функциональная подвижность, скорость протекания элементарных циклов возбуждения в нервной и мышечной тканях. Понятие "Л." введено русским физиологом Н. Е. Введенским (1886), который считал мерой Л. наибольшую частоту раздражения ткани, воспроизводимую ею без преобразования ритма. Л. отражает время, в течение которого ткань восстанавливает работоспособность после очередного цикла возбуждения. Наибольшей Л. отличаются отростки нервных клеток — аксоны, способные воспроизводить до 500—1000 импульсов в 1 сек; менее лабильны центральные и периферические места контакта — синапсы (например, двигательное нервное окончание может передать на скелетную мышцу не более 100—150 возбуждений в 1 сек). Угнетение жизнедеятельности тканей и клеток (например, холодом, наркотиками) уменьшает Л., т. к. при этом замедляются процессы восстановления и удлиняется рефрактерный период. Парабиоз— состояние, пограничное между жизнью и смертью клетки. Причины парабиоза – самые разные повреждающие воздействия на возбудимую ткань или клетку, не приводящие к грубым структурным изменениям, но в той или иной мере нарушающее ее функциональное состояние. Такими причинами могут быть механические, термические, химические и другие раздражители. Сущность парабиоза. Как считал сам Введенский, в основе парабиоза лежит снижение возбудимости и проводимости, связанное с натриевой инактивацией. Советский цитофизиолог Н.А. Петрошин полагал, что в основе парабиоза лежат обратимые изменения белков протоплазмы. Под действием повреждающего агента клетка (ткань), не теряя структурной целостности, полностью прекращает функционировать. Это состояние развивается фазно, по мере действия повреждающего фактора (то есть зависит от продолжительности и силы действующего раздражителя). Если повреждающий агент вовремя не убрать, то наступает биологическая смерть клетки (ткани). Если же этот агент убрать вовремя, то ткань так же фазно возвращается в нормальное состояние. Эксперименты Н.Е. Введенского. Введенский проводил опыты на нервно-мышечном препарате лягушки. На седалищный нерв нервно-мышечного препарата последовательно наносились тестирующие раздражители разной силы. Один раздражитель был слабый (пороговой силы), то есть вызывал минимальное по величине сокращение икроножной мышцы. Другой раздражитель был сильный (максимальный), то есть наименьший из тех, которые вызывают максимальное сокращение икроножной мышцы. Затем в какой-либо точке на нерв наносился повреждающий агент и каждые несколько минут нервно-мышечного препарат подвергался тестированию: поочередно слабыми и сильными раздражителями. При этом последовательно развивались следующие стадии: 1. Уравнительная, когда в ответ на слабый раздражитель величина сокращения мышцы не изменялась, а в ответ на сильный амплитуда сокращения мышцы резко уменьшалась и становилась такой же, как при ответе на слабый раздражитель; 2. Парадоксальная, когда в ответ на слабый раздражитель величина сокращения мышцы оставалась прежней, а в ответ на сильный раздражитель величина амплитуды сокращения становилась меньше, чем в ответ на слабый раздражитель, или мышца вообще не сокращалась; 3. Тормозная, когда и на сильный и на слабый раздражители мышца не отвечала сокращением. Именно это состояние ткани и обозначается как парабиоз. 23. Общая характеристика нервиой системы Нервная система - физиологическая система, сесциализированная на приёме, переработке и сохраненни информации об окружающем мире и внутренней среде организма, и её использовании для взаимодействия целостного организма с внешней средой. Нервная система, наряду с эндокринной и иммунной, относится к управляюшим системам орга-низма, занимая среди них лидирующее место. Особая роль нервной системы связана, вчастности, с тем, что после рождеиия активиость генома нейронов в 2 - 3 раза большеактивностн соматических клеток. Главные функции нервной системы: 1) регуляция функций различных систем(структур) организма; 2) итеграция частей организма в единое целое; 3) обеспечение взаимодействия организма с окружающей средой (в том числе социальной) и адаптация к ней; 4) образование целенапранленного поведения; 5) познание окружающего мира и самого организма (самопознание). Hейрон как функциональная единица нервной системы. Структурно-функциональные элементы нейрона. рецепторы, отростки (дендриты и аксон), сома, синапсы. Тело (сома) нейронов содержит ядро с геномом и околоядерную зону (трофиче-ский центр нейрона) с различными цитоплазматическими органеллами: митохондрии, гранулярная ЭПС гладкая ЭПС, пероксисомы, лизосомы, нейрофиламенты. Скопление тел нейронов в периферической нервной системе образуют ганглии, в ЦНС - ядpa. Отростки нейрона - дендриты и аксои. Дендриты - это ветвящийся отростки. отходпие от тела нейрона, которые передают информаиию к телу нейрона от рецепторов ии синапсов, образуемых на дендритах множеством других нейронов. Многие дендриты имеют выросты (шгипики), которые являются местом образования наиболее лабильного вила синапгической передачи - аксошипиковых синапсов (см. главу 5). Главной функцией дендритов являются увеличениe синaптической поверхности нейрона, что позволяет ему интегрировать большое количество информации, поступающей от других нейронов. AкCOн - это ветвь нейрона. отходящая от аксоиного холмика и передаюшая информацию от тела нейрона на иннервируемые клетки. Хотя нейрон имест один аксон, он может разветвлятъся в близи тела нейрона , в перехватах Ранвье, образуя коллатерали, и в области окончания аксона, образyя пpeсинаптические окончания. Таким образом, импульсная команда нейрона может распростра- няться от его тела на множество иниервируемых клеток. Аксоны содержат микротрубочки и мнкрофеламенты, которые необходимы для прямого и обратного транспорта ве-ЩестB. Синаnсы -спецнализированый вил клеточных контактов, которые соединяют нейрон с другимн клетками . Рецепторы - это специализированные структуры, воспринимающие раздражение внешней и внутренней средь организма. Виды нейронов. По характеру отростков: псевдо уинполярные, биполярные. мультиполярные По звеньям рефлекторного дуги: афферентные. вставочные . эфферентные. Релейные и импульсные нейроны и XИмических посредников. По виду мелиатора: холииергические, адрепергическне, дофаминергические, серотонинергические и другие нейроны. В одном нейроне нередко имеется не один, а несколько медиаторов. Нейросекреторные нейроны способны трансформировать нервный импульс в сек-рецию гормонов (например, часть нейронов гнпоталамуса). По модальности - характеру воспринимаемого и передавасмого сигнала: механо-реnеnторные, хеморепепторные, зрительные, обонятельные, вкусовые и другие рецепторы; а также мономолальные, отвечающие на раздражитель одного вила, и полимодальные, отвечающие на разные раздражители. Нейроногенез : в настоящее время доказано , что в зрелом мозге млекопитающих . включая человека , имеются клетки - предшественники , способные к образованию новых нейронов . Они обнаружены преимущественно в гиппокампе и около боковых желудочков мозга . Последние могут мигрировать в обонятельные луковицы . Это свойство является основой компенсации утраченных функций . Клетки нейроглин ( Р. Вирхов , 1856 ) Виды глиальных клеток : астроциты , олигодендроциты , леммоциты , микроглноциты эпендимоциты ( подробно см . ниже в главе 3.9 ) . Нейроны и глиоцимы действуют как единый функциональный комплекс , доля глноцитов в этом комплексе наиболее высокая ( 10 : 1 ) в ЦНС человека . Структурные изменения нейронов при старении организма . Происходят снижение преимущественно в коре общего числа нейронов ( до 40-70 % ) , усиливаются дистрофические процессы в нейронах и их отростках : вакуолизация , накопление липидов и пигмента липофусцина в цитоплазме , сегментарная демиелинизация аксонов , уменьшение числа аксодендритических синапсов и резервных аксошипиковых синапсов . Функциональные изменения нейроноз . Снижение синтеза АТФ и активности К + , Nat насоса и лабильности нейронов , синтеза белка , аксонного транспорта в нейронах с накоплением « пигмента старости » липофусцина . Ослабление синтеза медиатора в си напсах , замедление проведения возбуждения через синапс , снижение функционального резерва нейронов и их трофического влияния . Структурно - функциональные изменения глии при старении организма . Относи тельное увеличение количества глиальных клеток по отношению к нейронам . Усиление белкового и энергетического обменов в глиоцитах , передачи пластических веществ от них к нейрону ; участие глии в удалении пигмента липофусцина из нейронов . Увеличение обратного захвата глиоцитами медиаторов нейронов . Увеличение роли глиоци тов в образовании и закреплении временных связей . Период новорожденности . Возрастает степень миелинизации нервных волокон ( до 1/3 уровня взрослого например , миелинизирован руброспинальный путь ) . Уменьшается проницаемость кле точных мембран для ионов . Нейроны имеют более низкую амплитуду мембранного потенциала - около 50 мВ ( у взрослых - 70 мВ ) . Повышается возбудимость корковых нейронов . Синапсов на нейронах меньше , чем у взрослых . Содержание медиаторов в нейронах мозга новорожденных низкое и составляет 10 - 50 % от такового у взрослых , увеличивается количество аксошипиковых синапсов . В этом периоде важнейшую роль играет социально обогащенная среда для развития ребенка . ВПСП и ТПСП имеют большую длительность и меньшую амплитуду , чем у взрослых . Количество тормозных синап сов на нейронах меньше , чем у взрослых . Резко уменьшается митотическая активность и возможность регенерации нейронов . Продолжается пролиферация и функциональное созревание глиоцитов . 24  Механизмы проведения возбуждения в безмиелиновых волокнах. При действии раздражителя пороговой силы на мембрану безмиелинового волокна изменяется ее проницаемость для ионов Nа+, которые мощным потоком устремляются внутрь волокна. В этом месте изменяется заряд мембраны (внутренняя становиться заряженной положительно, а наружная отрицательно). Это ведет к возникновению круговых токов (заряженных частиц) от «+» к «–» на протяжении всего волокна. Особенности распространения возбуждения по безмиелиновым волокнам: 1. Возбуждение распространяется непрерывно и все волокно сразу охватывается возбуждением. 2. Возбуждение распространяется с небольшой скоростью. 3. Возбуждение распространяется с декриментом (уменьшение силы тока к концу нервного волокна). По безмиелиновым волокнам возбуждение проводится к внутренним органам от нервных центров. Однако низкая скорость распространения возбуждения и его затухание не всегда выгодно организму. Поэтому природой был выработан еще один дополнительный механизм распространения возбуждения. Механизмы проведения возбуждения в миелиновых волокнах. Наличие у миелиновых волокон оболочки, обладающей высоким электрическим сопротивлением, а также участков волокна, лишенных оболочки - перехватов Ранвье создают условия для качественно нового типа проведения возбуждения по миелиновым нервным волокнам. В миелинизированном волокне токи проводятся только в зонах, не покрытых миелином (перехватах Ранвье). В этих участках генерируется очередной ПД. Перехваты длиной 1 мкм расположены через 1000 - 2000 мкм, характеризуются высокой плотностью ионных каналов, высокой электропроводностью и низким сопротивлением. При действии раздражителя пороговой силы на мембрану миелинового волокна в области перехвата Ранвье изменяется проницаемость для ионов Nа+, которые мощным потоком устремляются внутрь волокна. В этом месте изменяется заряд мембраны, что ведет к возникновению круговых токов. Этот ток идет через межтканевую жидкость к соседнему перехвату, где происходит смена заряда. Таким образом, возбуждение перепрыгивает с одного участка на другой. Обратное движение возбуждения невозможно так как участок, через который оно прошло, находится в фазе абсолютной рефрактерности Особенности распространения возбуждения по миелиновым волокнам: 1. Распространение ПД в миэлинизированных нервных волокнах осуществляется сальтаторно - скачкообразно от перехвата к перехвату, т.е. возбуждение (ПД) как бы «перепрыгивает» через участки нервного волокна, покрытые миелином, от одного перехвата к другому и все волокно сразу не охватывается возбуждением. 2. Возбуждение распространяется с большой скоростью. 3. Возбуждение распространяется без декримента. По миелиновым волокнам возбуждение распространяется от анализаторов к ЦНС, к скелетным мышцам, т.е. там, где требуется высокая скорость ответной  реакци и.     28) Трофическая функция нейрона – аксонный транспорт (быстрый и медленный, антероградный и ретроградный), импульсное нейротрофическое влияние. Регенерация нервных волокон (аксонов) в ЦНС и периферической нервной системе. Структурно-функциональное изменение нейронов и глиальных клеток при старении организма. Структурно-функциональные изменения нейронов и глиальных клеток в различные периоды детства.Трофическая функция нейрона реализуется как в его отростках, так и в иннервируемых клетках. Она может осуществляться как вне прямой связи с проведением и передачей ПД (неимпульсное трофическое действие - в результате аксонного транспорта), так и непосредственно при передаче возбуждения и торможения через синапсы (импульсное трофическое явление). Аксонный транспорт осуществляет передвижение вдоль аксона нейроплазмы, органелл, макромолекул и низкомолекулярных веществ. Необходимость аксонного транспорта обусловлена тем, что по механизму диффузии тело нейрона (его трофический центр) не может обеспечить трофическое влияние на протяжении аксона, длина которого у человека может превышать 1м (например, для диффузии белка на это расстояние потребовалось бы 50 лет). Выделяют быстрый и медленный аксонный транспорт Быстрый аксонный транспорт происходит в двух направлениях. 1)Антероградный транспорт (от тела клетки к аксонным окончаниям, V = 250 - 400 мм/сутки) доставляет везикулы, митохондрии, гликопротеины, ферменты, липиды, медиаторы и другие вещества. С промежуточной скоростью (4 — 50 мм/сутки) транспортируются митохондриальные и миозиноподобные белки, актин, клатрин, кальмодулин. 2)Ретроградный транспорт (от окончаний аксона к телу нейронов, V = 200 - 300 мм/сутки) доставляет везикулы, содержащие остатки разрушенных структур, фрагменты мембран, нейроростовые факторы, лизосомальные ферменты, ацетилхолинэстеразу, вирусы полимиелита, бешенства, столбнячный экзотоксин. Механизм быстрого транспорта: транспорт осуществляется вдоль микротрубочек с помощью белка кинозина, связывающего органеллу с микротрубочкой и преобразующего энергию АТФ в механическую работу. Медленный аксонный транспорт происходит в антероградном направлении и состоит из передвижения всего столба аксоплазмы (V = 1 - 2 мм/сутки). Этим транспортом перемещаются образованные в ЭПС белки микротрубочек и микрофиламентов, каналов, насосов, ферменты цитозоля и другие. Он определяет скорость регенерации нерва. Функциональная роль аксонного транспорта заключается в поддержании структуры и функции аксона и его окончаний, осуществлении аксонного роста и образовании новых синапсов, трофическом влиянии на иннервируемую клетку:регуляции ее обмена веществ, размножения, дифференцировки, обеспечивает тонические связи между нейронами. Импульсное нейротрофическое влияние. Образование, распространение и передача нервного импульса (ПД) изменяет не только электрические свойства клеточной мембраны, но и свойства клетки в целом. Это обусловлено тем, что в реализации биоэлектрических процессов участвуют биоэнергетические, синтетические, пластические, ультраструктурные, генетические процессы. Связывающим звеном при этом являются вторые посредники (цАМФ, ИФз, ДАГ, NO, Са²+), образующиеся при передаче в синапсах как с ионотропными, так и особенно, с метаботропными рецепторами. Примером нарушения импульсного трофического влияния, возникающего при гиподинамии организма (аксонный транспорт сохранен!), является гипотрофия скелетных мышщ (дефицит влияния через ионотропные N-холинорецепторы в синапсе) и сердца (дефицит влияния через метаботропные бета-адренорецепторы). В здоровом организме импульсное трофическое влияние и аксонный транспорт взаимодействуют друг с другом. Регенерация аксонов. Регенерация нервных волокон в ЦНС, как правило, не происходит (за исключением аксонов нейросекреторных нейронов гипоталамуса) или происходит медленно. Причины этого связаны с тем, что волокна в ЦНС не содержат базальной мембраны, необходимой для их регенерации; кроме того, олигодендроциты и астроциты выделяют фа 2. кторы, тормозящие рост аксона. Гибель нейронов в ЦНС практически не компенсируется их пролиферацией (реальные возможности клеток-предшественников нейронов, обнаруженные в некоторых областях головного мозга пока мало изучены). Повреждение тела нейрона как в ЦНС, так и в ганглиях приводит к гибели и его аксона. Регенерация нервных волокон в периферической нервной системе может осушествляться, проходя предварительно этап валлеровской дегенерации. Валлеровская дегенерация. При повреждении аксона в периферической нервной системе его дистальный от места повреждения отросток погибает с образованием фрагментов аксона и миелина, которые удаляются поступившими в эту зону макрофагами (примерно в течение недели). Регенерация аксона. Базальная мембрана нервного волокна в зоне дегенерации выделает бенки (ламинин, фибронектин}, которые индуцируют рост аксона Размножающиеся леммоциты внутри цилиндра, образованного базальной мембраной волокна, формирую тэндоневральную трубку. Леммоциты образуют различные, нейротрофические факторы (фактор роста нервов, нейротрофины, глиальный нейротрофический фактор), которые стимулируют рост аксона. Нейроростовые факторы действуют преимущественно на специальные белки-репепторы клетки, которые входят в тирозинкиназную систему передачи сигнала внутрь клетки. Проксимальный отросток аксона в области травмы образует многочисленные выросты (конус роста). Те отростки, которые попадают в эндоневральную трубку, растут со скоростью 1-3 мм в сутки и образуют нервные окончания на иннервируемых клетках, остальные дегенерируют. Структурные изменения нейронов при старении организма. Происходят снижение преимущественно в коре общего числа нейронов (до 40-70%), усиливаются дистрофические процессы в нейронах и их отростках: вакуолизация, накопление липидов и пигмента липофусцина в цитоплазме, сегментарная демиелинизация аксонов, уменьшение числа аксодендритических синапсов и резервных аксошипиковых синапсов. Функциональные изменения нейронов. Снижение синтеза АТФ и активности К+, Na+ —насоса и лабильности нейронов, синтеза белка, аксонного транспорта в нейронах с накоплением «пигмента старости» липофусцина. Ослабление синтеза медиатора в синапсах, замедление проведения возбуждения через синапс, снижение функционального резерва нейронов и их трофического влияния. Структурно-функциональные изменения глии при старении организма. Относительное увеличение количества глиальных клеток по отношению к нейронам. Усиление белкового и энергетического обменов в глиоцитах, передачи пластических веществ от них к нейрону; участие глии в удалении пигмента липофусцина из нейронов. Увеличение обратного захвата глиоцитами медиаторов нейронов. Увеличение роли глиоцитов в образовании и закреплении временных связей. |