1. Возбудимость и возбуждение Возбудимость
 Скачать 0.7 Mb.
|
|
1.Возбудимость и возбуждение…... Возбудимость — способность органа или ткани живого организма приходить в состояние возбуждения при действии раздражителей из внешней среды или изнутри организма. Возбуждение — ответ ткани на раздражение, проявляющийся помимо неспецифических реакций (генерация потенциала действия ) в выполнении специфической для этой ткани функции; возбудимыми являются нервная (проведение возбуждения) и мышечная (сокращение) ткани. К возбудимым тканям ЧЛО относятся : мимические,жевательные , мышцы языка , мягкого нёба и глотки. Порог возбуждения – минимальная сила раздражителя, необходимая для возникновения потенциала действия. Возбудимость рецепторов полости рта: По специфике функционирования многочисленные рецепторы полости рта можно разделить на три группы : 1. хеморецепторы (вкусовые) 2 . соматосенсорные рецепторы (тактильные, тепловые, холодовые, болевые) . 3. проприорецепторы . Каждая из этих групп является началом соответствующего анализатора. Вкусовые рецепторы - находятся в слизистой оболочке языка. Это клетки вкусовых луковиц. Они реагируют на все виды вкусовых ощущений - соленое, горькое, кислое и сладкое.Возбуждение вкусовых клеток через синапсы передается афферентным волокнам, барабанной струной-от передней и боковых частей языка, волокнами языкоглоточного и блуждающего нервов - от задней его части. Эти нервы проводят импульсы в продолговатый мозг, затем, в ядра таламуса. Отсюда аксоны направляются в нижнюю часть постцентральной извилины коры большого мозга. Рефлекс рецепторов полости рта 2. Строение и функции клеточных мембран….. Клеточная мембрана - барьер клетки. Представленабислоем фосфолипидных молекул, гидрофобные концы молекул находятся внутри, а гидрофильные направлены наружу. Функции: 1.Барьерная - мембрана при помощи соответствующих механизмов участвует в создании градиентов концентрации, препятствуя свободной диффузии. 2.Регуляторная - регуляция внутриклеточного содержимого и внутриклеточных реакций за счет рецепции внеклеточных биологически активных веществ, что приводит к изменению активности ферментных систем мембраны и запуску механизмов вторичных «посредников». 3.Преобразование внешних стимулов неэлектрической природы в электрические сигналы (в рецепторах). 4.Высвобождение нейромедиаторов в синаптических окончаниях. Ионные каналы — порообразующие белки (одиночные либо целые комплексы), поддерживающие разность потенциалов, которая существует между внешней и внутренней сторонами клеточной мембраны всех живых клеток. Относятся к транспортным белкам. С их помощью ионы перемещаются согласно их электрохимическим градиентам сквозь мембрану. 1.Потенциалозависимые (открываются и закрываются в ответ на изменение мембранного потенциала) 2.Рецепторзависимые (открываются, когда медиатор, связываясь с их наружными рецепторными участками, меняет их конформацию. Пропускают через себя ионы за счёт диффузии по градиенту концентрации. Мембранный рецептор - молекула (обычно белок) на поверхности клетки, специфически реагирующая изменением своей пространственной конфигурации на присоединение к ней молекулы определенного химического вещества, передающего внешний регуляторный сигнал. Передает этот сигнал внутрь клетки или клеточной органеллы. ИОННЫЕ НАСОСЫ- молекулярные структуры, встроенные в биологические мембраны и осуществляющие перенос ионов в сторону более высокого электрохимического потенциала (активный транспорт); функционируют за счёт энергии гидролиза АТФ или энергии, высвобождающейся в ходе переноса электронов по дыхательной цепи. 3.Мембранный потенциал ….. Мембранный потенциал - разность электрических потенциалов между наружной и внутренней поверхностями биологической мембраны, обусловленная неодинаковой концентрацией ионов, главным образом натрия, калия и хлора. Мембранный потенциал в различных тканях: Скелетные мышцы: -90 мВ; (следовательно МПП мышц ЧЛО) Нервные кл-ки: - 60-70 мВ.; Гл. мышцы: - 40-50 мВ 1.Создание незначительной (-10 мВ) отрицательности внутри клетки за счёт неравного асимметричного обмена Na+ на K+ в соотношении 3 : 2. В результате этого клетку покидает больше положительных зарядов с натрием, чем возвращается в неё с калием. Такая особенность работы натрий-калиевого насоса, осуществляющего взаимообмен этих ионов через мембрану с затратами энергии АТФ, обеспечивает его электрогенность. 2 .Создание значительной (-60 мВ) отрицательности внутри клетки за счёт утечки из неё через мембрану ионов K+. Ионы калия K+ покидают клетку и уносят с собой из неё положительные заряды, доводя отрицательность до -70 мВ. Мембранный потенциал покоя - это дефицит положительных электрических зарядов внутри клетки, возникающий за счёт утечки из неё положительных ионов калия и электрогенного действия натрий-калиевого насоса. Генерация мембранного потенциала покоя - пассивный процесс, который не требует затраты энергии. Однако энергия необходима для поддержания первоначального концентрационного градиента, а также для его поддержания в процессе активности клетки. 4.Локальный потенциал…. Локальный потенциал - это местное нераспространяющееся подпороговое возбуждение, существующее в пределах от потенциала покоя (-70 мВ в среднем) до критического уровня деполяризации (-50 мВ в среднем). Его длительность может быть от нескольких миллисекунд до десятков минут. В случае превышения критического уровня деполяризации локальный потенциал переходит в потенциал действия и порождает нервный импульс Критический уровень деполяризации - это такой уровень электрического потенциала мембраны возбудимой клетки, от которого локальный потенциал переходит в потенциал действия. В основе перехода локального потенциала в потенщиал действия лежит самонарастающее открытие потенциал-управляемых ионных каналов для натрия, которое происходит под действием нарастающей деполяризации. Таким образом, КУД раскрывает в дополнение к ранее открытым ионным каналам ещё одну группу натриевых ионных каналов - потенциал управляемых. КУД обычно составляет -50 мВ, но бывает разным у разных нейронов и может меняться при изменении возбудимости нейрона. Чем ближе КУД к потенциалу покоя (-70 мВ) и, наоборот, чем ближе потенциал покоя к КУД, тем более возбудимым является нейрон. Процесс рождения локального потенциала начинается с открытия ионных каналов. Их нужно открыть для того, чтобы в клетку пошёл поток ионов и принёс в неё электрические заряды. Эти ионные электрические заряды вызывают смещение электрического потенциала мембраны вверх или вниз, т.е. локальный потенциал. Если открываются ионные каналы для натрия (Na+), то в клетку вместе с ионами натрия попадают положительные заряды, и её потенциал смещается вверх в сторону нуля. Это - деполяризация, и так рождается возбуждающий локальный потенциал. Если открываются ионные каналы для хлора (Cl-), то в клетку вместе с ионами хлора попадают отрицательные заряды, и её потенциал смещается вниз ниже потенциала покоя. Это гиперполяризация, и таким способом рождается тормозный локальный потенциал. Существует также ещё один механизм формирования тормозных локальных потенциалов - за счёт открытия дополнительных ионных каналов для калия (К+). В этом случае из клетки через них начинают выходить "лишние" порции ионов калия, они выносят положительные заряды и увеличивают электроотрицательность клетки, т.е. вызывают её гиперполяризацию. Свойства локальных потенциалов: 1. Локальный потенциал прямо пропорционален силе раздражителя , который его вызывает. 2. Локальные потенциалы ограничены во времени (долго не живут), величине (большими не растут) и пространстве (никуда не бегут). 3. Локальные потенциалы способны к суммации ., т.е. они объединяются и дают повышенную величину (амплитуду). 4. Амплитуда локального потенциала убывает прямо пропорционально квадрату расстояния. Это означает, что ЛП не охватывает всю мембрану нейрона, а ограничен тем участком, где он возник. 6.Ионный механизм генерации потенциала действия….. Причиной возникновения потенциала действия в нервных и мышечных волокнах является изменение ионной проницаемости мембраны. В состоянии покоя проницаемость мембраны для калия превышает проницаемость для натрия. Вследствие этого поток положительно заряженных ионов Кֺ из протоплазмы во внешний раствор превышает противоположно направленный поток катионов Naֺ из внешнего раствора внутрь клетки. Поэтому наружная сторона мембраны в покое имеет положительный заряд по отношению к внутренней. При действии на клетку раздражителя проницаемость мембраны для ионов Naֺ резко повышается и становится примерно в 10 раз больше проницаемости для ионов Кֺ. Поэтому поток положительно заряженных ионов Naֺ из внешнего раствора в протоплазму начинает значительно превышать направленный наружу поток ионов Кֺ. Это приводит к перезарядке мембраны, наружная поверхность которой становится заряженной электроотрицательно по отношению к внутренней поверхности. Указанный сдвиг регистрируется в виде восходящей ветви кривой потенциала действия (фаза деполяризации). Повышение проницаемости мембраны для ионов натрия продолжается в нервных волокнах лишь очень короткое время. Вслед за этим в клетке возникают восстановительные процессы, приводящие к тому, что проницаемость мембраны для ионов Naֺ вновь понижается, а проницаемость ее для ионов Кֺ возрастает. В результате инактивации поток положительно заряженных ионов натрия внутрь протоплазмы резко ослабляется. Одновременное же увеличение калиевой проницаемости вызывает усиление потока положительно заряженных ионов Кֺ из протоплазмы в внешний раствор. В итоге этих двух процессов и происходит реполяризация мембраны — наружная ее поверхность вновь приобретает положительный заряд, а внутренняя — отрицательный. Этот сдвиг регистрируется в виде нисходящей ветви кривой потенциала действия (фаза реполяризации) Виды регистрации 1.Внутриклеточная монополярная (микроэлектроды) 2.Внеклеточная биполярная(ЭМГ,ЭКГ,ЭЭГ) Электромиография (ЭМГ) потенциалов, возникающих в скелетных мышцах человека и животных при возбуждении мышечных волокон; регистрация электрической активности мышц. Электроэнцефалография (ЭЭГ) — регистрация суммарной электрической активности мозга, отводимой с поверхности кожи головы, а также метод записи таких потенциалов. Электрокардиография — методика регистрации и исследования электрических полей, образующихся при работе сердца 5.Потенциал действия и его фазы…… Потенциал действия – это быстрое колебание мембранного потенциала с изменением заряда. Во время ПД заряд мембраны внутри клетки становится (+), а снаружи (-). ПД формируется когда мембрана частично деполяризуется до критического уровня. (!) Критический уровень деполяризации для мембраны нейрона — -55 мВ. Медленная деполяризация (локальный ответ) - активация потенциал зависимых Na каналов → вход Na+ в клетку → деполяризация до мембраны критического уровня деполяризации (КУД) → Быстрая деполяризация - лавинообразный вход Na+ в клетку → инверсия заряда мембраны [внутри (+), снаружи (-) ] → инактивацияNa каналов (закрытие) → Реполяризация - усиление выхода К+ из клетки → следовые потенциалы Следоваягиперполяризация при полной занятости «натриевого» механизма, а затем инактивации натриевых каналов наблюдается полная невозбудимость или абсолютная рефрактерность. В этот период времени даже сильный раздражитель не может вызвать возбуждение. Эта фаза сменяется фазой относительнойрефрактерности или сниженной возбудимости, которая связана с частичной натриевой инактивацией и калиевой инактивацией. При этом ответная реакция может быть, но необходимо увеличить силу раздражителя. Вслед за этим периодом наступает короткая фаза экзальтации — повышенной возбудимости, супернормальности, возникающей от следовой деполяризации (отрицательного следового потенциала). Затем наступает фаза субнормальности — пониженной возбудимости, возникающей от следовой гиперполяризации (положительного следового потенциала). После окончания этой фазы восстанавливается начальная возбудимость ткани. Фазы ПД: 7.Физиологические свойства скелетных мышц челюстно-лицевой области. Виды мышечных сокращений. Сила и работа мышц. Свойства: 1. Возбудимость и рефрактерность(способностью отвечать на действие раздражителя изменением ионной проводимости и мембранного потенциала. В естественных условиях этим раздражителем является медиатор ацетилхолин, который выделяется в пресинаптических окончаниях аксонов мотонейронов) 2. Проводимость (способностью проводить потенциал действия вдоль и в глубь мышечного волокн ) 3. Сократимость (способностью укорачиваться или развивать напряжение при возбуждении ) 4 . Растяжимость и эластичность( создают Сухожилия, фасции, поверхностные мембраны миоцитов. При сокращении мышцы они деформируются , при расслаблении они восстанавливают исходную длину мышцы) Виды сокращения мышц: Одиночное сокращение : а) Латентный период б) фаза укорочения в) Фаза расслабления Тетанус- длительное слитное сокращение мышцы. Наблюдается в ответ на серию стимулов, поступающих с интервалами, меньшими, чем продолжительность одиночного сокращения Сила мышцы - это макс. груз, который способна поднять мышца или макс. напряжение, которое она способна развить. Зависит от физиологического поперечника мышцы, от растяжения 8.Механизм мышечного сокращения и расслабления. Роль Са2+ в мышечном сокращении. Регуляторные и сократительные белки скелетных мышц. Гипертрофия и атрофия мышц. Проблема гиподинамии.Сокращение: Генерация ПД на мембране мышечной клетки(1)→возбуждение мембраны Т- трубочек(2) → открытие Са++ каналов саркоплазматического ретикулума (СПР)(3) →выход Са++ в цитоплазму (4) → образование комплекса Са++ + тропонин (5) →смещение тропомиозина с активных центров актина → образование актомиозиновых мостиков → скольжение актина относительно миозина → укорочение мышцы . Расслабление: Активация Са++ насоса СПР (6) → секвестрвцияСа++ в СПР → отсоединение Са++ от тропонина → возвращение тропомиозина на активные центры актина → блокирование образования актомиозиновых мостиков → восстановление исходной длины мышцы. Структура и функция сократительных белков Основную сократительную функцию во всех видах мышц осуществляют тонкие и толстые нити-миофиламенты (миофибриллы) актин и миозин. Вспомогательную - регуляторную осуществляют тропомиозин (ТгМ, ММ:68 кО) и комплекс тропонина (Тг, ММ:70 кО), который со стоит из субъединиц. Увеличение общей массы мышцы называют мышечной гипертрофией, а уменьшение — мышечной атрофией. Мышечная гипертрофия практически всегда является результатом увеличения количества актиновых и миозиновых нитей в каждом мышечном волокне, что ведет к их укрупнению. Это называют простой гипертрофией волокон. Степень гипертрофии значительно возрастает, если во время сокращения мышца нагружена. Гиподинамия — нарушение функций организма (опорно-двигательного аппарата, кровообращения, дыхания, пищеварения) при ограничении двигательной активности, снижении силы сокращения мышц. Распространённость гиподинамии возрастает в связи с урбанизацией, автоматизацией и механизацией труда, увеличением роли средств коммуникации. 9.Гладкие мышцы: свойства, структурные и функциональные особенности, механизм сокращения. Автоматия. Роль внеклеточного кальция для мышечного сокращения. Особенности: -Малые размеры клеток: длина 50-400 мкм -Клетки веретенообразные, одноядерные -Нет поперечной исчерченности -Клетки объединяются в пучки, от направления которых зависит результат сокращения. Свойства: возбудимость и рефрактерность; проводимость; сократимость; автоматия; пластичность. СОКРАЩЕНИЕ Гладко-мышечные клетки: -Тонус – асинхронное сокращение -Фазные сокращения – синхронные. Благодаря способности развивать силу и укорачиваться мышцы позволяют: Создавать и регулировать давление в полости гладкомышечного органа (ЖКТ, сосуды, мочевой пузырь). Продвигать содержимое полости гладкомышечного органа (химус, лимфу и др) Локализация: Стенки ЖКТ и протоков пищеварительных желез. Стенки кровеносных и лимфатических сосудов. Автоматия: Характерной особенностью гладких мышц, отличающей их от скелетных, является способность к спонтанной автоматической деятельности. Спонтанные сокращения можно наблюдать при исследовании гладких мышц желудка, кишок, желчного пузыря, мочеточников и ряда других гладкомышечных органов. Автоматия гладких мышц имеет миогенное происхождение. Она присуща самим мышечным волокнам и регулируется нервными элементами, которые находятся в стенках гладкомышечных органов. Миогенная природа автоматии доказана опытами на полосках мышц кишечной стенки, освобожденных путем тщательной препаровки от прилежащих к ней нервных сплетений. Такие полоски, помещенные в теплыйраствврРингера-Локка, который насыщается кислородом, способны совершать автоматические сокращения. При последующей гистологической проверке было обнаружено отсутствие в этих мышечных полосках нервных клеток. В гладких мышечных волокнах различают следующие спонтанные колебания мембранного потенциала: 1) медленные волны деполяризации с длительностью цикла порядка нескольких минут и амплитудой около 20 мв; 2) малые быстрые колебания потенциала, предшествующие возникновению потенциалов действия; 3) потенциалы действия. |