Блок 1 Вопрос 1 Возбудимые ткани
 Скачать 6.33 Mb.
|
|
Вопрос 14: Проведение возбуждения по нервным волокнам и нервам. Опыт Д.Эрлангера-Г.Гассера. Классификация нервных волокон по Д.Эрлангеру-Г.Гассеру. Проведение возбуждения по безмиелиновым и миелиновым нервным волокнам. Законы проведения возбуждения по нервным волокнам и нервам. 1) В 1939 г. Д.Эрлангер и Г.С.Гассер зарегистрировали суммационные потенциалы (токи действия) от целого седалищного нерва лягушки на разных расстояниях от стимулирующего электрода Было установлено, что чем дальше от места нанесения стимула находился регистрирующий электрод, тем более четко суммарный потенциал делился на ряд пиков, которые были обозначены буквами латинского алфавита A, B, C. При относительно быстрой скорости записи потенциалов, при более тщательном исследовании и рассмотрении пика A выделили дополнительно пики и пометили их буквами α (альфа), β (бета), γ (гамма), δ (дельта). 2)Классификация нервных волокон по Эрлангеру – Гассеру - классификация двигательных и сенсорных нервных волокон: А, В, С — группы волокон; α, β, γ, δ — подгруппы волокон группы А. Волокна типа А – толстые миелиновые нервные волокна. Наиболее толстые из них Аα имеют диаметр 12 — 22 мкм и скорость проведения возбуждения 70—120 м/с. Эти волокна проводят возбуждение от спинальных моторных нервных центров (двигательных центров спинного мозга) к скелетным мышцам (двигательные волокна) и от рецепторов мышц к соответствующим нервным центрам. Другие группы волокон типа А (β, γ, δ) имеют меньший диаметр — от 8 до 1 мкм и меньшую скорость проведения возбуждения — от 5 до 70 м/с. Волокна этих групп преимущественно проводят возбуждение от различных рецепторов (тактильных, температурных, болевых; рецепторов внутренних органов или висцерорецепторов) в ЦНС, за исключением γ-волокон, значительная часть которых проводит возбуждение от спинного мозга к интрафузальным мышечным волокнам. К волокнам типа В относятся миелинизированные преганглионарные волокна вегетативной нервной системы. Их диаметр — 1 — 3,5 мкм, а скорость проведения возбуждения — 3—18 м/с. К волокнам типа С относятся безмиелиновые нервные волокна малого диаметра — 0,5 — 2 мкм. Скорость проведения возбуждения в этих волокнах не более 3 м/с (0,5 — 3 м/с). Большинство волокон типа С — это постганглионарные волокна симпатического отдела вегетативной нервной системы, а также нервные волокна, которые проводят возбуждение от болевых рецепторов, некоторых терморецепторов и рецепторов давления. 3) В состоянии покоя вся внутренняя поверхность мембраны нервного волокна несет отрицательный заряд, а наружная сторона мембраны – положительный. Электрический ток между внутренней и наружной стороной мембраны не протекает, так как липидная мембрана имеет высокое электрическое сопротивление. Во время развития потенциала действия в возбужденном участке мембраны происходит реверсия заряда (рис. 2, А). На границе возбужденного и невозбужденного участка начинает протекать электрический ток (рис. 2, Б). Электрический ток раздражает ближайший участок мембраны и приводит его в состояние возбуждения (рис. 2, В), в то время как ранее возбужденные участки возвращаются в состояние покоя (рис. 2, Г). Таким образом, волна возбуждения охватывает все новые участки мембраны нервного волокна. В миелинизированном нервном волокне участки мембраны, покрытые миелиновой оболочкой, являются невозбудимыми; возбуждение может возникать только в участках мембраны, расположенных в области перехватов Ранвье. При развитии ПД в одном из перехватов Ранвье происходит реверсия заряда мембраны (рис. 3, А). Между электроотрицательными и электроположительными участками мембраны возникает электрический ток, который раздражает соседние участки мембраны (рис. 3, Б). Однако в состояние возбуждения может перейти только участок мембраны в области следующего перехвата Ранвье (рис. 3, В). Таким образом, возбуждение распространяется по мембране скачкообразно (сальтаторно) от одного перехвата Ранвье к другому. 4) Существует три закона проведения раздражения по нервному волокну. Закон анатомо-физиологической целостности. Проведение импульсов по нервному волокну возможно лишь в том случае, если не нарушена его целостность. При нарушении физиологических свойств нервного волокна путем охлаждения, применения различных наркотических средств, сдавливания, а также порезами и повреждениями анатомической целостности проведение нервного импульса по нему будет невозможно. Закон изолированного проведения возбуждения. Существует ряд особенностей распространения возбуждения в периферических, мякотных и безмякотных нервных волокнах. В периферических нервных волокнах возбуждение передается только вдоль нервного волокна, но не передается на соседние, которые находятся в одном и том же нервном стволе. В мякотных нервных волокнах роль изолятора выполняет миелиновая оболочка. За счет миелина увеличивается удельное сопротивление и происходит уменьшение электрической емкости оболочки. В безмякотных нервных волокнах возбуждение передается изолированно. Это объясняется тем, что сопротивление жидкости, которая заполняет межклеточные щели, значительно ниже сопротивления мембраны нервных волокон. Поэтому ток, возникающий между деполяризованным участком и неполяризованным, проходит по межклеточным щелям и не заходит при этом в соседние нервные волокна. Закон двустороннего проведения возбуждения. Нервное волокно проводит нервные импульсы в двух направлениях – центростремительно и центробежно. В живом организме возбуждение проводится только в одном направлении. Двусторонняя проводимость нервного волокна ограничена в организме местом возникновения импульса и клапанным свойством синапсов, которое заключается в возможности проведения возбуждения только в одном направлении. Вопрос 15: Учение Н.Е.Введенского о парабиозе. Понятие «парабиоз» по Н. Е. Введенскому Схема опыта Н. Е. Введенского по изучению парабиоза Стадии парабиоза. Сущность явления парабиоза. 1) Парабиоз — это своеобразное, локальное, длительное состояние возбуждения, возникающее в ответ на разнообразные внешние воздействия, способные взаимодействовать с распространяющимся возбуждением, и развивающееся на фоне избыточной, чрезмерной деполяризации. 2) 3)Парабиоз возникает под влиянием на нерв токсинов, ядов, наркотиков. В участке действия этих веществ снижается лабильность нерва и наблюдаются 3 стадии парабиоза: 1. Уравнительная, когда вследствие снижения лабильности нерва на раздражитель большой и малой силы наблюдается одинаковая ответная реакция. 2. Парадоксальная, когда на раздражитель большой силы возникает малая ответная реакция, а на раздражитель малой силы – большая. 3. Торможение, когда при воздействии на нерв раздражителем любой силы и частоты мышца не сокращается. 4)Парабиоз - Если действие наркотических веществ не прекращается, то нерв погибает. При прекращении их действия проводимость нерва восстанавливается в обратном порядке. Вопрос 16:Химический синапс. Общий план строения. Классификация химических синапсов. Этапы передачи сигнала в химическом синапсе 1) А – пресинапс; Б - синаптическая щель; В – постсинапс. Пресинапс и постсинапс хорошо различаются морфологически 2) По медиатору аминергические, содержащие биогенные амины (например, серотонин, дофамин); в том числе адренергические, содержащие адреналин или норадреналин; холинергические, содержащие ацетилхолин; пуринергические, содержащие пурины; пептидергические, содержащие пептиды. При этом в синапсе не всегда вырабатывается только один медиатор. Обычно основной медиатор выбрасывается вместе с другим, играющим роль модулятора. По знаку действия возбуждающие тормозные. Если первые способствуют возникновению возбуждения в постсинаптической клетке, то вторые, наопротив, прекращают или предотвращают его появление. Обычно тормозными являются глицинергические (медиатор — глицин) и ГАМК-ергические синапсы (медиатор — гамма-аминомасляная кислота). По их местоположению и принадлежности структурам периферические нервно-мышечные нейросекреторные (аксо-вазальные) рецепторно-нейрональные центральные аксо-дендритические — с дендритами, в том числе аксо-шипиковые — с дендритными шипиками, выростами на дендритах; аксо-соматические — с телами нейронов; аксо-аксональные — между аксонами; дендро-дендритические — между дендритами; 3) 1. Деполяризация пресинаптической мембраны приходящим по аксону потенциалом действия (ПД). 2. Открытие потенциалзависимых Сa++-каналов на пресинаптической мембране и поступление Сa++ в пресинапс (пассивный транспорт). 3. Увеличение концентрации Сa++ в пресинапсе запускает слияние синаптических пузырьков с пресинаптической мембраной и выброс нейромедиатора в синаптическую щель (экзоцитоз). 4. Диффузия медиатора к постсинаптической мембране. 5. Взаимодействие медиатора с рецепторами постсинаптической мембраны. 6. Реакция постсинапса на действие медиатора. 7. Инактивация медиатора. Вопрос 17: Медиаторы химического синапса. Опыт О.Леви. Основные критерии медиаторной функции веществ. Классификация медиаторов химического синапса. Принцип Дейла. Комедиаторы, модуляторы, агонисты, антагонисты медиаторов в химическом синапсе. 1) Лёви Отто (1873-1961), австрийский физиолог. С 1940 в США. Установил химическую природу передачи возбуждения через синапсы и роль в ней ацетилхолина. Нобелевская премия (1936, совместно с Г. Х. Дейлом[Б28] ). Схема опыта О.Лёви (Loewi). При раздражении n.vagus сердца 1 выделялся медиатор, действовавший на сердце 2. Лёви О. принадлежит открытие фермента, который гидролизует ацетилхолин, позднее названный холинэстеразой. 2) 1. наличие вещества в соответствующих пресинаптических окончаниях; 2. способность вещества высвобождаться под влиянием потенциала действия; 3. идентичность молекулярных и ионных механизмов действия на постсинаптическую мембрану вещества, высвобождаемого потенциалом действия и прикладываемого искусственно к постсинаптической мембране; 3) 1. ацетилхолин; 2. катехоламины: адреналин, норадреналин, дофамин; 3. серотонин(5-гидрокситриптамин); 4. аминокислоты:глутаминовая, аспарагиновая аминокислоты, глицин, гамма-аминомасляная кислота (ГАМК); 5. полипептиды: вещество Р, энкефалин, соматостатин и др.; 6. другие вещества: АТФ, гистамин, простагландины. 4) Согласно принципу Дейла, каждый нейрон во всех своих синаптических окончаниях выделяет один и тот же медиатор. Или другими словами – «один нейрон – один медиатор». 5) Комедиаторы (сомедиаторы) В одном и том же синапсе возможно выделение более чем одного медиатора. Наиболее часта совместная локализация медиаторов: Ацетилхолин + ГАМК (мотонейроны спинного мозга, амакриновые клетки сетчатки, нейроны нижней оливы). ГАМК + глицин (нейроны спинного мозга и мозжечка). ГАМК + глутамат (нейроны гиппокампа, зубчатой фасции, пирамидные нейроны). Синапс «ГАМК + глутамат» при слабых сигналах работает как ГАМКергический, при сильных –как глутаматергический. Модуляторы Под модуляцией при синаптической передаче электрического сигнала понимают влияние некоторых веществ на интенсивность и продолжительность действия классических медиаторов.Вещества, вызывающие модуляцию называются модуляторами. Модуляторы самостоятельно непосредственно не меняют проводимость синаптических мембран и выделяются, как правило, вместе с медиатором. Агонисты Каждый рецептор постсинаптической мембраны взаимодействует со своим специфическим медиатором. Однако такая специфичность не абсолютна – практически все рецепторы способны связываться с другими веществами. Такие вещества для медиаторов являются АГОНИСТАМИ (полными или частичными). Антагонисты Если вещество, связываясь с рецепторами не вызывает возбуждения, а при этом мешает действию медиатора, то его называют АНТАГОНИСТОМ. Точнее конкурентным антагонистом. Вопрос 18: Ионотропные синапсы. Строение ионотропных синапсов. Механизм проведения сигнала. Постсинаптические потенциалы. Свойства ионотропных синапсов.. 1) Ионотропные рецепторы содержат домен, узнающий медиатор и ионный канал. Функциональная структура хемовозбудимого канала схематически показана на рис. В отсутствие медиатора канал закрыт. Взаимодействие медиатора с рецептором приводит к активации натриевого канала. В результате мембрана деполяризуется. 2) АЦХрецептором служит белок, который не является ионным каналом. Он интересен в эволюционном аспекте, поскольку обладает большим химическим сходством со светочувствительным пигментом родопсином, α- и β- адренергическими и другими рецепторами. Ионные каналы, необходимые для возникновения потенциала на постсинаптической мембране, открываются там только благодаря процессам, определяемым вторичными посредниками. Как только трансмиттер связывается с рецептором, G-белок, имеющий три субъединицы, образует с рецептором комплекс. ГДФ, связанный с G-белком, заменяется на ГТФ. При этом образуется активированный G-белок, состоящий из ГТФ и α-субъединицы, который открывает калиевый ионный канал. Этот пример демонстрирует, что агонист гиперполяризовал бы постсинаптическую клетку, и, значит, затормозил бы ее активность. 3) Эта деполяризация обусловлена активацией медиатором хемовозбудимых (рецепторуправляемых) ионных каналов, имеющихся в постсинаптической мембране. Так же как электровозбудимые, хемовозбудимые каналы образованы макромолекулами белка, пронизывающими липидный бислой мембраны. Эта деполяризация постсинаптической мембраны имеет нерегенеративный характер, поскольку хемовозбудимые каналы не обладают электровозбудимостью: порция медиатора, поступившая к постсинаптической мембране, активирует определенное число хемовозбудимых каналов. Это вызывает деполяризацию мембраны, но такая деполяризация не способствует дальнейшему увеличению числа активируемых каналов. Поэтому значение постсинаптического потенциала зависит от концентрации медиатора, действующего на мембрану: чем больше эта концентрация, тем выше до определенного предела постсинаптический потенциал. 4) 1. Одностороннее проведение возбуждения. Это означает, что через синапс возбуждение может передаваться только в одном направлении: от пресинаптического окончания передающего нейрона - на постсинаптическое окончание (или иной постсинаптический участок) воспринимающего нейрона. 2. Задержка в передаче возбуждения (синаптическая задержка). Это означает, что нервное волокно проводит возбуждение значительно быстрее, чем такая же по длине нервная цепь, но включающая в себя синаптические контакты. 3. Повышенная утомляемость. Это означает, что в первую очередь утомление и ухудшение деятельности возникает в синапсах, затем в мышцах и в последнюю очередь - в нервных волокнах (нервах). 4. Чувствительность к условиям среды. Это означает, что работа синапса зависит от температуры, рН, содержания глюкозы, наличия химически и биологически активных веществ. 5. Передача возбуждения в виде локального потенциала, а не потенциала действия. Это означает, что через синапс на воспринимающий нейрон передаётся не нервный импульс, а лишь локальный нераспространяющийся возбуждающий постсинаптический потенциал (ВПСП). На воспринимающем нейроне каждый раз нервный импульс должен порождаться (генерироваться) заново на основе ВПСП. 6. Наведение торможения на воспринимающий нейрон в виде локального тормозного постсинаптического потенциала (ТПСП) в виде гиперполяризации. Торможение также может достигаться за счёт шунтирования, т.е. открытия в тормозном синапсе ионных каналов для хлора или калия, без появления гиперполяризации и ТПСП. 7. Суммация возбуждения, а также торможения. Это означает, что отдельные локальные потенциалы (как ВПСП, так и ТПСП) на постсинаптическом воспринимающем нейроне суммируются в общий локальный потенциал. Этот суммарный локальный потенциал может достичь порогового значения и породить на воспринимающем нейроне потенциал действия и распространяющееся возбуждение - нервный импульс. Видысуммации 1)Пространственная 2)Временная 8. Пластичность. Это означает, что синапсы могут перестраиваться и изменять свои характеристики, например, увеличивать или уменьшать амплитуду своих ВПСП или ТПСП. Это очень важное свойство синапсов. Этим они отличаются от неживых систем, обеспечивающих контакты и управление в технике. Вопрос 19: Метаботропные синапсы. Строение. Мультимолекулярная система постсинапса. Механизм проведения сигнала Роль бета-гамма-субъединиц G-белка в метаботропных синапсах. Свойства. 1) При передаче сигнала в метаботропных синапсах используется мультимолекулярная система: рецептор – G-белок - фермент - вторичный посредник - … - эффектор. 2) Мультимолекулярная система: рецептор – G-белок - фермент - вторичный посредник - … - эффектор. 1. Взаимодействие медиатора и рецептора 2. Активация рецептором G-белка 3. Активация альфа-субединицей фермента 4. Образование второго посредника 5. Влияние на ионный канал 6. Влияние на транскрипцию или трансляцию 3) Бета и гамма субъединицы образуют комплекс друг с другом, распадающийся только в денатурирующих условиях. До конца их роль не ясна. В экспериментах с трансдуцином , а затем с белком Gi было показано, что субъединицы бета и гамма необходимы для взаимодействия G-белка с рецептором и замещения ГДФ на ГТФ. Бета-гамма комплекс прочно связан с мембраной и служит "якорем" для альфа-субъединицы. При отделении альфа-субъединицы бета-гамма комплекс может переходить в цитоплазму.Кроме связывания и ингибирования активности альфа-субъединицы бета- гамма комплекс в некоторых случаях оказывает прямое воздействие на эффекторные системы клетки Он активирует фосфолипазу А2 , взаимодействует с кальмодулином благодаря чему ингибирует активность аденилатциклазы мозга . G-бета-гамма комплекс ингибирует стимуляцию AC1 посредством Gs-альфа. 4) Свойства метаботропных рецепторов: 1. медленная скорость ответа, 2. более длительное действие на клетку, 3. более разнообразные эффекты. |