Семинар физиологиямукушкин. Физиология нервной, сенсорных, нервномышечной и эндокринной систем
 Скачать 122.5 Kb.
|
Тема «ФИЗИОЛОГИЯ НЕРВНОЙ, СЕНСОРНЫХ, НЕРВНО-МЫШЕЧНОЙ И ЭНДОКРИННОЙ СИСТЕМ»ОглавлениеТема «ФИЗИОЛОГИЯ НЕРВНОЙ, СЕНСОРНЫХ, НЕРВНО-МЫШЕЧНОЙ И ЭНДОКРИННОЙ СИСТЕМ» 1 Оглавление 1 Лабораторная №3 3 Теоретический материал 4 Вопрос №1. Центральная нервная система и ее функции. Рефлекторный механизм деятельности ЦНС (рефлекс, рефлекторная дуга и обратные связи). Нейрон. Его структура и функции, разновидности нейронов. 4 Вопрос №2. Мембранные потенциалы покоя и действия, механизмы их возникновения. 6 Вопрос №3. Синапсы, особенности их строения, механизм проведения возбуждения. 8 Вопрос №4. Сенсорные системы и их функции. Общая физиология рецепции (классификация, механизм возбуждения, адаптация и чувствительность рецепторов, кодирование информации). 11 Вопрос №5. Безусловные рефлексы, их виды и значение в жизни животных и человека. Условные рефлексы, механизм и условия их образования (И.П. Павлов). 16 Вопрос №6. Типы мышц и свойства поперечнополосатых мышц. Двигательные единицы, их виды (большие и малые, медленные и быстрые) и особенности их деятельности при динамической работе и статическом усилии. 18 Лабораторная № 1 Сделайте вывод об отсутствии рефлекторной реакции при центральном торможении и ее появление при промывании зрительных бугров среднего мозга лягушки раствором Рингера. Ответ: Явление центрального торможения было открыто И. М. Сеченовым в 1862 г. Основной его опыт состоял в следующем. У лягушки делали разрез головного мозга на уровне зрительных бугров и удаляли большие полушария. После этого измеряли время рефлекса отдергивания задних лапок при погружении их в раствор серной кислоты (методика Тюрка) Этот рефлекс осуществляется спинномозговыми центрами и его время является показателем возбудимости центров. И. М. Сеченов обнаружил, что если на разрез зрительных бугров наложить кристаллик поваренной соли или нанести слабое электрическое раздражение на эту область мозга, то время рефлекса резко удлиняется. На основании этого факта И. М. Сеченов пришел к заключению, что в таламической области мозга у лягушки существуют нервные центры, оказывающие тормозящие влияния на спинно-мозговые рефлексы. И. М. Сеченов правильно оценил важное значение открытого им явления центрального торможения и в своих теоретических работах использовал его для объяснения физиологических механизмов поведения человека. Вскоре были открыты новые факты, демонстрирующие явления торможения в центральной нервной системе. Ф. Гольц показал, что у лягушки рефлекс отдергивания задней лапки в ответ погружение ее в раствор кислоты может быть заторможен одновременным сильным механическим раздражением второй лапки, например сжатием ее пинцетом. Ф. Гольц установил также, что квакательный рефлекс лягушки, наблюдаемый надавливании на боковые стенки туловища, тормозится раздражением лапок. Ф. Гольц наблюдал торможение спинномозговых рефлексов и после удаления у лягушек таламической области, и поэтому он выступил против представления о существовании в стволе мозга особых тормозящих центров. Гольц считал, что торможение может развиться в любом отделе нейтральной нервной системы при встрече двух или нескольких раздражений, вызывающих различные рефлексы. Лабораторная №3Сделайте вывод о влиянии инсулина и аллоксана на увеличение или понижение уровня глюкозы в крови Ответ: Инсулин– это полипептидный гормон бета - клеток островков Лангерганса поджелудочной железы. Основная роль этого гормона заключается в снижении уровня глюкозы в крови. Аллоксан - вещество, разрушающее бета клетки поджелудочной железы и приводящее к развитию инсулин зависимого сахарного диабета. Понижение уровня глюкозы в крови тормозит секрецию инсулина, увеличивает секрецию глюкагона. Теоретический материалВопрос №1. Центральная нервная система и ее функции. Рефлекторный механизм деятельности ЦНС (рефлекс, рефлекторная дуга и обратные связи). Нейрон. Его структура и функции, разновидности нейронов.Центра́льная не́рвная систе́ма (ЦНС) — основная часть нервной системы животных и человека, состоящая из нейронов, их отростков и вспомогательной глии; у беспозвоночных представлена системой тесно связанных между собой нервных узлов (ганглиев), у позвоночных животных (включая человека) — спинным и головным мозгом. Нервная система человека кратко описывается следующими функциями: - обеспечение рефлексов; - регуляция внутренних органов; - обеспечение взаимодействия организма с внешней средой, путем приспособления тела к изменяющимся внешним условиям и раздражителям; - взаимодействие всех органов. Значение нервной системы заключается в обеспечении жизнедеятельности всех частей организма, а также взаимодействии человека с окружающим миром. Строение и функции нервной системы изучаются неврологией. Нервная система состоит из сложнейших цепей нейронов, по ним происходит передача возбуждений от органов чувств на мышцы и железы, которые служат органами ответных реакций организма. Нейроно проводящие цепи возбуждения при совершении рефлекторного акта, называют рефлекторными дугами. Чем более дробно расчленена нервная система на отдельные рефлекторные дуги, тем больше делается в ней раздельных путей для проведения возбуждений, тем точнее она способна выделять различные раздражения отвечать на них раздельными мышечными движениями и тончайшими изменениями в состоянии внутренних органов. Рефлекторная дуга состоит из трех частей, имеющих отношение к различным моментам (или этапам) рефлекторного акта. Начало рефлекторной дуги образовано тончайшими концевыми разветвлениями чувствительного нервного волокна в органе чувств. Здесь, в рецепторе, внешнее раздражение преобразуется в нервное возбуждение. От рецептора по чувствительному, или афферентному (от латинского слов affere — приносить) волокну нервное возбуждение проводится в центральную нервную систему, где и передается на ту или другую группу нервных клеток. Эта часть рефлекторной дуги состоит из рецептора, афферентного нервного волокна и его окончаний у клеток центральной нервной системы, называется приводящей частью рефлекторной дуги. Возбуждение, поступившее в центральную нервную систему, переключается здесь в определенном порядке с одних нервных клеток на другие, пока не доходит до той нервной клетки, которая посылает его к органу, осуществляющему реакцию на раздражение. Цепь нейронов, по которой возбуждение распространяется внутри центральной нервной системы, составляет центральную часть рефлекторной дуги. Последняя, отводящая часть рефлекторной дуги представлена нервной клеткой, дающей начало двигательному, или эфферентному (от латинского слова effere— уносить), нервному волокну, заканчивающемуся в мышце или железе. Наиболее сложные нервные процессы связаны с центральной частью рефлекторной дуги. Именно здесь, в нервных центрах, взаимодействуют между собой различные возбуждения, приходящие от разных рецепторов. В результате их сложного взаимодействия в нервных центрах и формируется закономерная реакция организма на раздражение. Нейрон— это структурно-функциональная единица нервной системы, которая осуществляет восприятие, переработку и передачу информации в нервной системе, а также связь между периферией и мозгом исполнительными органами. Нейроны передают импульсы в одном направлении. В центре тела есть ядро от тела нейрона отходит несколько коротких отростков которые называются дендриты — как правило, короткие и сильно разветвлённые отростки, служащие главным местом образования влияющих на нейрон возбуждающих и тормозных синапсов (разные нейроны имеют различное соотношение длины аксона и дендритов). Нейрон может иметь несколько дендритов и обычно только один аксон. Один нейрон может иметь связи со многими (до 20-и тысяч) другими нейронами. И Аксон — обычно длинный отросток, приспособленный для проведения возбуждения от тела нейрона. Синапс— обнимать, обхватывать, пожимать руку) — место контакта между двумя нейронами или между нейроном и получающей сигнал эффекторной клеткой. Служит для передачи нервного импульса между двумя клетками, причём в ходе синаптической передачи амплитуда и частота сигнала могут регулироваться. Одни синапсы вызывают деполяризацию нейрона, другие — гиперполяризацию; первые являются возбуждающими, вторые — тормозящими. Вопрос №2. Мембранные потенциалы покоя и действия, механизмы их возникновения.Ответ: Между наружной поверхностью клетки и ее цитоплазмой в состоянии покоя существует разность потенциалов около 0,06-0,09 в, причем поверхность клетки заряжена электроположительно по отношению к цитоплазме. Эту разность потенциалов называют потенциалом покоя или мембранным потенциалом. Точное измерение потенциала покоя возможно только с помощью микроэлектродов, предназначенных для внутриклеточного отведения токов, очень мощных усилителей и чувствительных регистрирующих приборов - осциллографов. Микроэлектрод представляет собой тонкий стеклянный капилляр, кончик которого имеет диаметр около 1 мкм. Этот капилляр заполняют солевым раствором, погружают в него металлический электрод и соединяют с усилителем и осциллографом. Как только микроэлектрод прокалывает покрывающую клетку мембрану, луч осциллографа отклоняется вниз из своего исходного положения и устанавливается на новом уровне. Это свидетельствует о наличии разности потенциалов между наружной и внутренней поверхностью клеточной мембраны. Наиболее полно происхождение потенциала покоя объясняет так называемая мембранно-ионная теория. Согласно этой теории все клетки покрыты мембраной, имеющей неодинаковую проницаемость для различных ионов. В связи с этим внутри клетки в цитоплазме в 30-50 раз больше ионов калия, в 8-10 раз меньше ионов натрия и в 50 раз меньше ионов хлора, чем на поверхности. В состоянии покоя клеточная мембрана более проницаема для ионов калия, чем для ионов натрия. Диффузия положительно заряженных ионов калия из цитоплазмы на поверхность клетки придает наружной поверхности мембраны положительный заряд. Таким образом, поверхность клетки в покое несет на себе положительный заряд, тогда как внутренняя сторона мембраны оказывается заряженной отрицательно за счет ионов хлора, аминокислот и других крупных органических анионов, которые через мембрану практически не проникают. Если участок нервного или мышечного волокна подвергнуть действию достаточно сильного раздражителя, то в этом участке возникает возбуждение, проявляющееся в быстром колебании мембранного потенциала и называемое потенциалом действия. Потенциал действия можно зарегистрировать либо с помощью электродов, приложенных к внешней поверхности волокна (внеклеточное отведение), либо микроэлектрода, введенного в цитоплазму (внутриклеточное отведение). При внеклеточном отведении можно обнаружить, что поверхность возбужденного участка на очень короткий период, измеряемый тысячными долями секунды, становится заряженной электроотрицательно по отношению к покоящемуся участку. Причина возникновения потенциала действия - изменение ионной проницаемости мембраны. При раздражении проницаемость клеточной мембраны для ионов натрия повышается. Ионы натрия стремятся внутрь клетки, так как, во-первых, они заряжены положительно и их влекут внутрь электростатические силы, во-вторых, концентрация их внутри клетки невелика. В покое клеточная мембрана была малопроницаемой для ионов натрия. Раздражение изменило проницаемость мембраны, и поток положительно заряженных ионов натрия из внешней среды клетки в цитоплазму значительно превышает поток ионов калия из клетки наружу. В результате внутренняя поверхность мембраны становится заряженной положительно, а наружная вследствие потери положительно заряженных ионов натрия отрицательно. В этот момент и регистрируется пик потенциала действия. Таким образом, согласно мембранно-ионной теории в происхождении биоэлектрических явлений решающее значение имеет избирательная проницаемость клеточной мембраны, обусловливающая разный ионный состав на поверхности и внутри клетки, а следовательно, и разный заряд этих поверхностей. Следует заметить, что многие положения мембранно-ионной теории все еще дискуссионны и нуждаются в дальнейшей разработке. Вопрос №3. Синапсы, особенности их строения, механизм проведения возбуждения.Нейроны в ЦНС объединены между собой в сложнейшие нейронные цепи посредством синапсов. Синапс – область (зона) контакта нейронов или нейрона и рабочего органа. Синапсы классифицируются по нескольким признакам: - по местоположению и принадлежности соответствующим клеткам – центральные (аксосоматические, аксодендритические, - аксоаксональныеи) и периферические (нервно-мышечные, нейросекреторные) - по функциональному значению – возбуждающие и тормозящие; по способу передачи информации – химические, электрические, смешанные. Строение синапса. Проведение возбуждения через синапс Аксон, подходя к другим нейронам или клеткам рабочего органа, теряет миелиновую оболочку, разветвляется, истончается. Каждое разветвление аксона заканчивается утолщением, которое контактирует с телами, дендритами, аксонами соседних нейронов,клетками органов (1 аксон может образовать до 10000 синапсов). В пресинаптическом отделе находится большое количество везикул (пузырьков), в которых содержатся медиаторы – химические вещества (посредники), оказывающие возбуждающий или тормозящий эффекты в зависимости от своего химического строения. Мембрана, покрывающая пресинаптическое окончание в области контакта несколько утолщена и называется пресинаптической мембраной (рис. 8, 8.1). Мембрана тела, аксона, дендрита, клеток рабочих органов называется постсинаптической мембраной. Она содержит рецепторы, обладающие высокой чувствительностью и специфичностью к медиаторам (образно, медиатор – ключ, рецептор – замок). В различных синапсах находятся различные медиаторы – ацетилхолин, норадреналин, дофамин, серотонин и др.) В нервномышечных синапсах постсинаптическая мембрана имеет складчатое строение, что увеличивает ее поверхность. Между пресинаптической и постсинаптической мембранами находится синаптическая щель (размером от 20 до 50 нанометров), заполненная внеклеточной жидкостью. Таким образом, синапс включает в себя 3 части: - пресинаптическую мембрану - постсинаптическую мембрану - синаптическую щель Проведение возбуждения через синапс. Проведение возбуждения через химический синапс – сложный физиологический процесс, протекающий поэтапно с участием медиаторов. Во многих центральных синапсах, нервномышечных и синапсах парасимпатической нервной системы медиатором является ацетилхолин. Потенциал действия по аксону доходит до бляшки и вызывает изменение проницаемости пресинаптической мембраны для ионов кальция, которые из синаптической щели входят внутрь бляшки, что приводит к разрыву пузырьков и выходу из них ацетилхолина в синаптическую щель. Он диффундирует к постсинаптической мембране, взаимодействует с рецепторами мембраны, что повышает ее возбудимость, изменяет проницаемость для ионов натрия, в результате на мембране возникает возбуждение, которое распространяется на другой нейрон или клетки рабочего органа. Медиатор выделяется в синаптическую щель в большем количестве, чем это необходимо для проведения нервных импульсов (проявление принципа биологической надежности). Избыток медиаторов гидролизуется ферментами, находящимися во внеклеточной жидкости синаптической щели. Тормозные синапсы по строению и проведению возбуждения не отличаются от возбуждающих синапсов, отличие состоит лишь в природе медиаторов и рецепторов постсинаптической мембраны. Медиаторами тормозных синапсов спинного мозга является глицин , головного мозга – гамма-аминомасляная кислота (ГАМК). Тормозной медиатор, взаимодействуя с рецепторами постсинаптической мембраны, вызывает снижение ее возбудимости, что приводит к блокированию нервных импульсов на постсинаптической мембране, и возбуждение на другие нейроны не распространяется. Электрические синапсы обнаружены в незначительных количествах в ЦНС и гладких мышцах. В этих синапсах пресинаптическая и постсинаптическая мембраны близко прилегают друг к другу, синаптическая щель очень узкая (5 нанометров), через нее проходят поперечные (из клетки в клетку) каналы, образованные белковыми молекулами. Через этот щелевой контакт потенциал действия легко переходит с пресинаптического окончания на постсинаптическую мембрану. Иногда встречаются смешанные синапсы: в одной части – химический, в другой – электрический механизмы передачи нервных импульсов. Физиологические свойства синапсов Все синапсы характеризуются рядом общих свойств: - одностороннее проведение возбуждения; - замедленное (задержка) проведение возбуждения (в электрических синапсах задержка короче); - низкая возбудимость и лабильность; - способность в суммации возбуждений; - склонность к утомлению. Вопрос №4. Сенсорные системы и их функции. Общая физиология рецепции (классификация, механизм возбуждения, адаптация и чувствительность рецепторов, кодирование информации).Ответ: Сенсорные системы человека являются частью его нервной системы, способной воспринимать внешнюю для мозга информацию, передавать ее в мозг и анализировать. Получение информации от окружающей среды и собственного тела является обязательным и необходимым условием существования человека. Термин «сенсорные (лат. sensus — чувство) системы» сменил название «органы чувств», сохранившееся только для обозначения анатомически обособленных периферических отделов некоторых сенсорных систем (как, например, глаз или ухо). В отечественной литературе в качестве синонима сенсорной системы применяется предложенное И. П. Павловым понятие «анализатор», указывающее на функцию сенсорной системы. Все сенсорные системы состоят из периферических рецепторов, проводящих путей и переключательных ядер, первичных проекционных областей коры и вторичной сенсорной коры. Сенсорные системы организованы иерархически, т. е. включают несколько уровней последовательной переработки информации. Низший уровень такой переработки обеспечивают первичные сенсорные нейроны, которые расположены в специализированных органах чувств или в чувствительных ганглиях и предназначены для проведения возбуждения от периферических рецепторов в центральную нервную систему. Периферические рецепторы — это чувствительные высокоспециализированные образования, способные воспринять, трансформировать и передать энергию внешнего стимула первичным сенсорным нейронам. Центральные отростки первичных сенсорных нейронов оканчиваются в головном или спинном мозге на нейронах второго порядка, тела которых расположены в переключательном ядре. В нем имеются не только возбуждающие, но и тормозные нейроны, участвующие в переработке передаваемой информации. Представляя более высокий иерархический уровень, нейроны переключательного ядра могут регулировать передачу информации путем усиления одних и торможения или подавления других сигналов. Аксоны нейронов второго порядка образуют проводящие пути к следующему переключательному ядру, общее число которых обусловлено специфическими особенностями разных сенсорных систем. Окончательная переработка информации о действующем стимуле происходит в сенсорных областях коры. Сенсорные системы человека обеспечивают: - формирование ощущений и восприятие действующих стимулов - контроль произвольных движений - контроль деятельности внутренних органов - необходимый для бодрствования человека уровень активности мозга. Ощущение представляет собой субъективную чувственную реакцию на действующий сенсорный стимул (например, ощущение света, тепла или холода, прикосновения и т. п.). Однородные сенсорные стимулы активируют одну из сенсорных систем и вызывают субъективно одинаковые ощущения, совокупность которых обозначается термином модальность. Самостоятельными модальностями являются осязание, зрение, слух, обоняние, вкус, чувство холода или тепла, боли, вибрации, ощущение положения конечностей и мышечной нагрузки. Внутри модальностей могут существовать разные качества, или субмодальности; например, во вкусовой модальности различают сладкий, соленый, кислый и горький вкус. На основе совокупности ощущений формируется чувственное восприятие, т. е. осмысление ощущений и готовность их описать. Восприятие не является простым отражением действующего стимула, оно зависит от распределения внимания в момент его действия, памяти о прошлом сенсорном опыте и субъективного отношения к происходящему, выражающегося в эмоциональных переживаниях. Сенсорное восприятие включает следующие этапы: - действие раздражителя на периферические рецепторы - преобразование энергии стимула в электрические сигналы — потенциалы действия, возникающие в первичном сенсорном нейроне - последующую переработку передаваемых сигналов на всех иерархических уровнях сенсорной системы; - возникновение субъективной реакции на раздражитель, представляющей собой восприятие или внутреннее представительство действующего стимула в виде образов или словесных символов. Указанная последовательность соблюдается во всех сенсорных системах, отражая иерархический принцип их организации. Общая физиология рецепции Рецепцией называют процесс восприятия и трансформации (преобразования) энергии внешнего раздражителя в энергию нервного импульса или в сложную последовательность внутриклеточных процессов. 1. Клеточная и сенсорная рецепция Сенсорная рецепцией называют процесс восприятия и преобразования энергии раздражителей внешней и внутренней среды организма в энергию нервных импульсов, передаваемую по чувствительным нервам в ЦНС. Сенсорный рецептор представляет собой нервную клетку или комплекс нервной и эпителиальной клетки, специально приспособленный для восприятия определенного типа раздражителей. Сенсорные рецепторы являются начальными звеньями любой рефлекторной дуги, а также участвуют в оценке параметров полезного приспособительного результата в функциональных системах организма. 2. Классификация и строение сенсорных рецепторов По строению рецепторы подразделяют на первичные и вторичные. К первичным относят такие сенсорные рецепторы, у которых действие раздражителя воспринимается непосредственно периферическими отростками чувствительного нейрона (нервными окончаниями), которые могут быть: свободными, т.е. не имеют дополнительных образований инкапсулированными, т.е. окончания чувствительного нейрона заключены в особые образования, осуществляющие первичное преобразование энергии раздражителя. К вторичным относят такие сенсорные рецепторы, у которых действие раздражителя воспринимается специализированной рецептирующей клеткой ненервного происхождения. Возбуждение, возникшее в рецептирующей клетке, передается через синапс на чувствительный нейрон (рис 6.1 Г). Тело чувствительного нейрона располагается за пределами ЦНС – в спинномозговом или вегетативном ганглии. По расположению сенсорные рецепторы подразделяют на: - экстерорецепторы – воспринимают раздражители из внешней среды организма; - интерорецепторы – воспринимают раздражители из внутренней среды организма; - проприорецепторы – специализированные рецепторы опорно-двигательной системы. По разнообразию воспринимаемых раздражителей сенсорные рецепторы подразделяют на: - мономодальные – приспособлены для восприятия только одного вида раздражителя; - полимодальные – приспособлены для восприятия различных видов раздражителей. По модальности сенсорные рецепторы подразделяют на: - хеморецепторы – воспринимают действие химических веществ; - фоторецепторы – воспринимают световые раздражители; - механорецепторы – воспринимают давление, вибрацию, перемещение, степень растяжения; - терморецепторы – чувствительны к изменениям температуры; - ноцицепторы – воспринимают болевое раздражение. 3. Преобразование энергии в сенсорном рецепторе Этапы преобразование энергии внешнего раздражителя в энергию нервных импульсов. Действие раздражителя. Внешний стимул взаимодействует со специфическими мембранными структурами окончаний чувствительного нейрона (в первичном рецепторе) или рецептирующей клетке (во вторичном рецепторе), что приводит к изменению ионной проницаемости мембраны. Генерация рецепторного потенциала. В результате изменения ионной проницаемости происходит изменение мембранного потенциала (деполяризация или гиперполяризация) чувствительного нейрона (в первичном рецепторе) или рецептирующей клетке (во вторичном рецепторе). Изменение мембранного потенциала, наступающее в результате действия раздражителя, называют рецепторным потенциалом (РП). Распространение рецепторного потенциала. В первичном рецепторе РП распространяется электротонически и достигает ближайшего перехвата Ранвье. Во вторичном рецепторе РП электротонически распространяется по мембране рецептирующей клетки и достигает пресинаптической мембраны, где вызывает выделение медиатора. В результате срабатывания синапса (между рецептирующей клеткой и чувствительным нейроном) происходит деполяризация постсинаптической мембраны чувствительного нейрона (ВПСП). Образовавшийся ВПСП распространяется электротонически по дендриту чувствительного нейрона и достигает ближайшего перехвата Ранвье. В области перехвата Ранвье РП (в первичном рецепторе) или ВПСП (во вторичном рецепторе) преобразуется в серию ПД (нервных импульсов). Образовавшиеся нервные импульсы проводятся по аксону (центральному отростку) чувствительного в ЦНС. Поскольку РП генерирует образование серии ПД, его часто называют генераторным потенциалом. Закономерности преобразования энергии внешнего раздражителя в серию нервных импульсов: чем выше сила действующего раздражителя, тем больше амплитуда РП; чем больше амплитуда РП, тем больше частота нервных импульсов. 4. Свойства рецепторов Специфичность. Большинство рецепторов приспособлены для восприятия только одного вида раздражителей (только одной модальности). Специфичность таких мономодальных рецепторов не является абсолютной – практически любой рецептор реагирует на разные раздражители. Однако, пороговая сила того раздражителя, к восприятию которого рецептор приспособлен, значительно ниже таковой для всех прочих раздражителей. Рецепторы одной и той же модальности могут подразделяться на несколько групп, в зависимости от характеристик воспринимаемого раздражителя. Например, колбочки сетчатки глаза распадаются на 3 подгруппы – колбочки с максимальной чувствительностью к свету с длиной волны 450, 530 и 560 нм. Чувствительность. Количественной мерой чувствительности сенсорного рецептора является абсолютный порог чувствительности – минимальная сила раздражителя, способная вызвать возбуждение рецептора. Адаптацией называют явление ослабления возбуждения в рецепторе при действии длительного раздражителя постоянной силы. В зависимости от скорости адаптации рецепторы подразделяют на: - Тонические (пропорциональные) рецепторы генерируют нервные импульсы в течение всего времени действия раздражителя. После высокочастотного залпа в начале действия раздражителя, частота нервных импульсов устанавливается на постоянном уровне. - Промежуточные (фазно-тонические) рецепторы генерируют нервные импульсы в течение всего времени действия раздражителя, однако их частота существенно уменьшается. - Фазные (дифференциальные) рецепторы генерируют нервные импульсы в начальный (ON-ответ) и конечный (OFF-ответ) период действия раздражителя. 5. Рецептивное поле Рецептивным полем нейрона называют множество рецепторов, функционально связанных с этим нейроном. Рецептивное поле нейрона представляет собой динамическое образование – один и тот же нейрон в различные моменты времени может оказаться функционально связанным с различным количеством рецепторов. Максимальная величина рецептивного поля какого-либо нейрона соответствует количеству рецепторов, которые связаны с эти нейроном морфологически, а минимальная величина может ограничиваться всего одним рецептором. Вопрос №5. Безусловные рефлексы, их виды и значение в жизни животных и человека. Условные рефлексы, механизм и условия их образования (И.П. Павлов).Ответ: Безусловные рефлексы — врожденные реакции организма на жизненно важные раздражители (пищу, опасность и т. п.). Они не требуют каких-либо условий для своей выработки (например, выделение слюны при виде пиши). Безусловные рефлексы — природный запас готовых, стереотипных реакций организма. Они возникли в результате длительного эволюционного развития данного вида животных. Безусловные рефлексы одинаковы у всех особей одного вида. Они осуществляются с помощью спинного и низших отделов головного мозга. Сложные комплексы безусловных рефлексов проявляются в виде инстинктов. Условные рефлексы Но поведение высших животных и человека характеризуется не только врожденными, т. е. безусловными реакциями, но и такими реакциями, которые приобретены данным организмом в процессе индивидуальной жизнедеятельности, т. е. условными рефлексами. Биологический смысл условного рефлекса состоит в том, что многочисленные внешние раздражители, окружающие животное в естественных условиях и сами по себе не имеющие жизненно важного значения, предшествуя в опыте животного пище или опасности, удовлетворению других биологических потребностей, начинают выступать в роли сигналов, по которым животное ориентирует свое поведение Итак, механизм наследственного приспособления — безусловный рефлекс, а механизм индивидуального изменчивого приспособления — условный рефлекс, вырабатываемый при сочетании жизненно значимых явлений с сопутствующими сигналами. Для образования условных рефлексов необходимы определенные условия. 1. Наличие двух раздражителей – индифферентного и безусловного. Это связано с тем, что адекватный раздражитель вызовет безусловный рефлекс, а уже на его базе будет вырабатываться условный. 2. Определенное сочетание во времени двух раздражителей. Сначала должен включиться индифферентный, а затем безусловный, причем промежуточное время должно быть постоянным. 3. Определенное сочетание по силе двух раздражителей. Индифферентный – пороговой, а безусловный – сверхпороговой. 4. Полноценность ЦНС. 5. Отсутствие посторонних раздражителей. 6. Многократное повторение действия раздражителей для возникновения доминантного очага возбуждения. Вопрос №6. Типы мышц и свойства поперечнополосатых мышц. Двигательные единицы, их виды (большие и малые, медленные и быстрые) и особенности их деятельности при динамической работе и статическом усилии. Ответ: В зависимости от особенностей строения мышцы человека делят на 3 типа или группы: - скелетные - гладкие - сердечная Первая группа мышц — скелетные, или поперечнополосатые мышцы. Скелетных мышц у каждого из нас более 600. Мышцы этого типа способны произвольно, по желанию человека, сокращаться и вместе со скелетом образуют опорно-двигательную систему. Общая масса этих мышц составляет около 40 % веса тела, а у людей, активно развивающих свои мышцы, может быть ещё больше. С помощью специальных упражнений размер мышечных клеток можно увеличивать до тех пор, пока они не вырастут в массе и объёме и не станут рельефными. Сокращаясь, мышца укорачивается, утолщается и движется относительно соседних мышц. Укорочение мышцы сопровождается сближением её концов и костей, к которым она прикрепляется. В каждом движении участвуют мышцы как совершающие его, так и противодействующие ему (агонисты и антагонисты соответственно), что придаёт движению точность и плавность. Второй тип мышц, который входит в состав клеток внутренних органов, кровеносных сосудов и кожи, — гладкая мышечная ткань, состоящая из характерных мышечных клеток (миоцитов). Короткие веретеновидные клетки гладких мышц образуют пластины. Сокращаются они медленно и ритмично, подчиняясь сигналам вегетативной нервной системы. Медленные и длительные их сокращения происходят непроизвольно, то есть независимо от желания человека. Гладкие мышцы, или мышцы непроизвольных движений, находятся главным образом в стенках полых внутренних органов, например пищевода или мочевого пузыря. Они играют важную роль в процессах, не зависящих от нашего сознания, например в перемещении пищи по пищеварительному тракту. Отдельную (третью) группу мышц составляет сердечная поперечнополосатая (исчерченная) мышечная ткань (миокард). Она состоит из кардиомиоцитов. Сокращения сердечной мышцы не подконтрольны сознанию человека, она иннервируется вегетативной нервной системой. Свойства поперечно-полосатых мышц: высокая скорость сокращения, расслабления и произвольность ( их деятельность управляется по воле человека). Но стоит отметить, что если ведется речь о поперечно-полосатых мышцах сердца, то здесь будет автоматия, а не произвольность. Мышечные волокна каждой Двигательной единицы (ДЕ) расположены на довольно значительном расстоянии друг от друга. Число мышечных волокон, входящих в одну ДЕ, отличается в разных мышцах. Оно меньше в мелких мышцах, осуществляющих тонкую и плавную регуляцию двигательной функции (например, мышцы кисти, глаза) и больше в крупных, не требующих столь точного контроля (икроножная мышца, мышцы спины). Так, в частности, в глазных мышцах одна ДЕ содержит 13-20 мышечных волокон, а ДЕ внутренней головки икроножной мышцы — 1500-2500. Медленные, неутомляемые двигательные единицы (тип I) По сравнению с другими типами ДЕ у этих ДЕ наименьшие величины мотонейронов и, соответственно, наиболее низкие пороги их активации, меньшие толщина аксона и скорость проведения возбуждения по нему. Аксон разветвляется на небольшое число концевых веточек и иннервирует небольшую группу мышечных волокон. У мотонейронов медленных ДЕ сравнительно низкая частота разрядов (6-10 имп/с). Они начинают функционировать уже при малых мышечных усилиях. Так, мотонейроны ДЕ камбаловидной мышцы человека при удобном стоянии работают с частотой 4 имп/с. Устойчивая частота их импульсации составляет 6- 8 имп/с. С повышением силы сокращения мышцы частота разрядов мотонейронов медленных ДЕ повышается незначительно. Мотонейроны медленных ДЕ способны поддерживать постоянную частоту разрядов в течение десятков минут. Мышечные волокна медленных ДЕ развивают небольшую силу при сокращении в связи с наличием в них меньшего, по сравнению с быстрыми волокнами, количества миофибрилл. Скорость сокращения этих волокон в 1,5-2 раза меньше, чем быстрых. Основными причинами этого являются низкая активность миозин АТФ-азы и меньшие скорость выхода ионов кальция из саркоплазматического ре-тикулума и его связывания с тропонином в процессе возбуждения волокна. Мышечные волокна медленных ДЕ малоутомляемы. Они обладают хорошо развитой капиллярной сетью. На одно мышечное волокно, в среднем, приходится 4- 6 капилляров. Благодаря этому во время сокращения они обеспечиваются достаточным количеством кислорода. В их цитоплазме имеется большое количество митохондрий и высокая активность окислительных ферментов. Все это определяет существенную аэробную выносливость данных мышечных волокон и позволяет выполнять работу умеренной мощности длительное время без утомления. Быстрые, легко утомляемые ДЕ (тип II-В) Из всех типов ДЕ мотонейроны этого типа наиболее крупные, имеют толстый аксон, разветвляющийся на большое число концевых веточек и иннервирующий соответственно большую группу мышечных волокон. По сравнению с другими эти мотонейроны обладают наиболее высоким порогом возбуждения, а их аксоны — большей скоростью проведения нервных импульсов. Частота импульсации мотонейронов возрастает с ростом силы сокращения, достигая при максимальных напряжениях мышцы 25-50 имп/с. Эти мотонейроны не способны в течение длительного времени поддерживать устойчивую частоту разрядов, то есть быстро утомляются. Мышечные волокна быстрых ДЕ, в отличие от медленных, содержат большее число сократительных элементов — миофибрилл, поэтому при сокращении развивают большую силу. Благодаря высокой активности миозиновой АТФ-азы у них выше скорость сокращения. Волокна этого типа содержат больше гликолитических ферментов, меньше митохондрий и миоглобина, окружены меньшим, по сравнению с медленными ДЕ, количеством капилляров. Эти волокна быстро утомляются. Более всего они приспособлены для выполнения кратковременной, но мощной работы. Быстрые, устойчивые к утомлению ДЕ (тип II-А) По своим морфофункциональным свойствам этот тип мышечных волокон занимает промежуточные положения между ДЕ I и II- В типов. Это сильные, быстро сокращающиеся волокна, обладающие большой аэробной выносливостью благодаря присущей им возможности использовать для получения энергии как аэробные, так и анаэробные процессы. У разных людей соотношение числа медленных и быстрых ДЕ в одной и той же мышце определено генетически и может отличаться весьма значительно. Так, например, в четырехглавой мышце бедра человека процент медленных волокон может варьировать от 40 до 98%. Чем больше в мышце процент медленных волокон, тем более она приспособлена к работе на выносливость. И наоборот, лица с высоким процентом быстрых сильных волокон в большей мере способны к работе, требующей большой силы и скорости сокращения мышц. |