Главная страница

Физиология возбудимых систем. Механизм передачи возбуждения в нервномышечном синапсе скелетной мышцы


Скачать 58.43 Kb.
НазваниеФизиология возбудимых систем. Механизм передачи возбуждения в нервномышечном синапсе скелетной мышцы
Дата05.06.2018
Размер58.43 Kb.
Формат файлаdocx
Имя файлаFiziologia_Vozbudimykh_Sistem_I_Tsns.docx
ТипДокументы
#46023

Физиология возбудимых систем.

  1. Механизм передачи возбуждения в нервно-мышечном синапсе скелетной мышцы.

Выделяют три последовательных процесса:

  1. Электрический, включающий достижение нервным импульсом концевой веточки аксона, деполяризацию и повышение проницаемости ее мембраны (для ионов Ca2+), выделение Ах в синаптическую щель;

  2. Химический, основу оставляет диффузия медиатора Ах к постсинаптической мембране и образование на ней его комплекса с холинорецептором;

  3. Электрический, включающий увеличение ионной проницаемости постсинаптической мембраны (для ионов Na+ и K+), возникновение локального электрического потенциала (потенциала концевой пластинки), развитие ПД мышечного волокна.

  1. Строение и функциональное свойства центральных синапсов. Возбуждающие и тормозные постсинаптические потенциалы.

Центральные синапсы – это контакты между двумя нервными клетками; образованы нейронами в пределах ЦНС.

Центральные синапсы лежат в пределах центральной нервной системы, а также находятся в ганглиях вегетативной нервной системы. 

По строению бывают:

  • аксосоматический, образованный аксоном одного нейрона и телом другого нейрона. Обеспечиваю связь между телом нервной клетки и аксоном другой нервной клетки;

  • аксодендритный, образованный аксоном одного нейрона и дендритом другого. Связывают аксоны и дендриты нейронов;

  • аксоаксональный (аксон первого нейрона образует синапс на аксоне второго нейрона). Осуществляют контакт между аксонами нервных клеток.

ВПСП

В возбуждающих синапсах на постсинаптической мембране при взаимодействии медиатора с мембранными рецепторами происходит повышение проницаемости мембраны для ионов K+ и Na2+. В результате ионных токов развивается местная деполяризация – ВПСП. Имеет небольшую амплитуду, т.е. является подпороговым, и для сдвига МПП нейрона до КУД необходима суммация ВПСП:

  1. временная – увеличение амплитуды происходит за счет возрастания частоты ПД в афферентном волокне.

  2. Пространственная – рост амплитуды происходит при одновременном возникновении возбуждения в близко расположенных синапсах.

ТПСП

При действии медиатора на мембранные рецепторы постсинаптической мембраны в ней открываются калиевые и (или) хлорные каналы, что вызывает гиперполяризацию – ТПСП. Возбуждение нейрона понижается, т.к. МПП удаляется от КУД.

  1. Механизм возникновения возбуждения в рецепторах. Рецепторный и генераторный потенциал.

Механизм возбуждения первичночувствительных рецепторов: при действии стимула на рецепторную мембрану происходит повышение проницаемости для ионов Na и Ca, ионы поступают внутрь нервного окончания, мембрана деполяризуется и формируется рецепторный потенциал. Затем рецепторный потенциал с помощью местных токов вызывает генерацию ПД в афферентном волокне.

Механизм возбуждения вторичночувствительных рецепторов: в рецепторной клетке под действием раздражителя открываются натриевые ии кальциевые каналы, что приводит к возникновению рецепторного потенциала. Возбуждение клетки вызывает секрецию медиатора (Ах, глутаминовая к-та), и на мембране чувствительного нейрона формируется генераторный потенциал. Генераторный потенциал с помощью местных токов действует на мембрану афферентного волокна, где и возникает ПД.

  1. Физиологические свойства скелетной мышцы. Механизм мышечного сокращения.

Скелетные мышцы состоят из пучков вытянутых в длину клеток – мышечных волокон. Мышечное волокно представляет собой симпласт, образованный в результате слияния отдельных миоцитов. Это многоядерное образование. В каждом мышечном волокне содержатся миофибриллы. Они состоят из толстых(белок миозин) и тонких нитей(белок актин) – миофиламентов.

Функции: возбудимость; рефрактерность; лабильность; проводимость; сократимость.

Для связи процессов возбуждения и сокращения в мышечном волокне имеется система электромеханического сопряжения – представлена T и L трубочками.

T – впячивания мембраны; проводят возбуждение вглубь волокна.

L – производные эндоплазматической сети, замкнутые образования, имеют цистерны, в которых депонируется ионы кальция.

Механизм мышечного сокращения:

Теория скользящих нитей. Нити актина и миозина образуют – саркомер. Нити актина прикрепляются к Z-мембранам, а нити миозина располагаются между ними. При сокращении нити актина двигаются вдоль толстых нитей миозина, а Z-мембраны навстречу друг другу. На нитях актина есть места прикрепления головок миозина (блокируется тропомиозином). Головка миозина прикрепляется к нити актина, потом совершает поворот(гребок), это продвигает нить актина относительно миозина. Совместные гребущие усилия головок миозина создают мышечное сокращение. Сокращение продолжается пока в пространстве между нитями сохраняется высокая концентрация ионов кальция.

  1. Морфофункциональная характеристика симпатического отдела вегетативной нервной системы.

Центры СНС локализованы в торако-люмбальном отделе спинного мозга. Преганглионарные нейроны лежат в боковых рогах от последнего шейного до 4-го поясничного сегмента спинного мозга. Имеются 2 типа ганглиев в СНС:

    1. Паравертебральные ганглии – парные, образуют симпатическую нервную цепочку по обе стороны от спинного мозга (симпатический ствол).

    2. Превертебральные ганглии – непарные, их три (солнечное сплетение, верхний и нижний брыжеечные узлы).

Симпатическая нервная система осуществляет иннервацию всех органов и тканей (стимулирует работу сердца, увеличивает просвет дыхательных путей, тормозит секреторную, моторную и всасывательную активность желудочно-кишечного тракта и т. д.). Она выполняет гомеостатическую и адаптационно-трофическую функции.


  1. Нейрон как структура и функциональная единица ЦНС, его физиологические свойства.

Строение:

    1. Дендриты – это отростки нейрона, на которых располагаются синапсы других нейронов, выполняют функции восприятия информации и проведения к телу нейрона.

    2. Сома (тело нейрона) – обеспечивает суммацию потенциалов, поступающих от дендритов и возникающих в собственных синапсах (интегративная функция).

    3. Аксонный холмик – это начальный сегмент аксона, наиболее возбудимая часть нейрона, имеет самый низкий порог раздражения, место генерации ПД.

    4. Аксон – отросток нейрона, который проводит возбуждение от тела нейрона к другим клеткам.

    5. Пресинаптическое окончание (терминаль) выполняет функции накопления медиатора и секреции в синаптическую щель.

Три типа нейронов:

  • Афферентные (чувствительны) – биполярные их тела вынесены за пределы ЦРС и располагаются в чувствительных ганглиях. Воспринимают сигналы, возникающие в рецепторных образованиях органов чувств, и проводят их в ЦНС.

  • Эфферентные (двигательные) – мультиполярные их аксоны выходят за пределы ЦНС и обеспечивают контроль ха эффекторными органами.

  • Вставочные (интернейроны, ассоциативные) – мультиполярные. Обрабатывают информация, поступающую от первичных афферентных нейронов и от других интернейронов, и передают двигательным нейронам.

Так же: холинергические, адренергические, пуринергические, серотонинергические.

  1. Виды каналов на мембране возбудимых систем, их функциональное значение.

  1. К первому виду относятся каналы, имеющие собственный сенсор внешнего сигнала:

  • Потенциал-управляемые (электровозбудимые) – их проводимость зависит от электрического заряда на мембране. Для открытия необходимы значительные сдвиги потенциала мембраны. Участвуют в формировании ПД.

  • лиганд-управляемые (хeмовозбудимые) открываются и закрываются при воздействии медиаторов. Обеспечивают быструю передачу сигналов в химических синапсах. Открываются при связывании с рецептором агонистов: ацетилхолина, глутамата, глицина, гамма-аминомасляной кислоты.

  • механосенcитивные, или стреч-каналы,- чувствительны к растяжению мембраны. Эти каналы обнаружены как в возбудимых клетках (кардиомиоцитах), так и невозбудимых (эритроцитах).

  1. В каналах второго вида рецептор внешнего сигнала пространственно разобщен с каналом. Взаимодействие рецептора и канала осуществляется с помощью растворимых внутриклеточных вторичных посредников. При взаимодействии медиатора с рецептором на мембране активируется G-белок, который, в свою очередь, активирует фермент. В результате в цитоплазме образуются сигнальные молекулы вторичных посредников, которые влияют на проводимость канала.



  1. Морфофункциональная организация мышцы (двигательная единица). Электромиография.

Морфофункциональной основой организации мышцы является двигательная единица. ДЕ – это альфа-мотонейрон и группа мышечных волокон, которые он иннервирует.

Три типа:

  1. FF – быстро сокращается, быстро утомляется, состоит из большого мотонейрона и белых мышечных волокон;

  2. FR – быстро сокращается, устойчива к утомлению, состоит из среднего мотонейрона и промежуточных мышечных волокон;

  3. S- медленно сокращается, устойчива к утомления, состоит из малого мотонейрона и красных мышечных волокон.

По составу ДЕ все мышцы являются смешенными.

Электромиография — метод исследования биоэлектрических потенциалов, возникающих в скелетных мышцах человека и животных при возбуждении мышечных волокон; регистрация электрической активности мышц. Исследование проводится с помощью электромиографа; электроэнцефалографа. Впервые был применен в 1907 немецкий учёный Г. Пипер.

  1. Мембранный потенциал покой возбудимых структур, его значение.

Все клеточные мембраны поляризованы, т. е. регистрируется разность потенциалов между наружной и внутренней стороной мембраны. Эта разность потенциалов в возбудимых тканях называется — мембранный потенциал покоя (МПП). Величина МПП возбудимых клеток составляет от –50 мВ до –90 мВ.

Механизм формирования МПП объясняет мембранно-ионная теория. Мембрана клеток возбудимых систем характеризуется наличием градиента катионов и анионов. Внутреннее содержимое клетки представлено преимущественно катионами калия и анионами органических кислот. Снаружи клетки находятся катионы натрия и анионы хлора. Ионы калия по градиенту концентрации путем простой диффузии диффундируют из клетки через калиевые каналы утечки, заряжая наружную поверхность мембраны электроположительно. Анионы органических кислот остаются в клетке, обеспечивая появление разности потенциалов (МПП). Возникшая разность потенциалов препятствует дальнейшему выходу ионов калия из клетки, наступает равновесие между диффузией калия из клетки по концентрационному градиенту и входом этих катионов по электрическому градиенту (равновесный калиевый потенциал). При изменении градиента ионов калия на мембране происходит изменение МПП.

Функциональное значение МПП заключается в готовности клетки принимать ин- формацию, т. Е. реагировать на воздействия.

  1. Местное возбуждение, условие перехода в распространяющееся возбуждение.

При действии на мембрану подпороговых раздражителей деполяризация не достигает критического уровня и ПД не возникает, формируется местное возбуждение (локальный ответ). Свойства местного возбуждения: 1) амплитуда зависит от силы раздражителя; 2) распространяется по мембране с затуханием, т. е. с уменьшением амплитуды; 3) способно к суммации и может перерасти в ПД, если деполяризация достигнет КУД; 4) возбудимость мембраны повышается, т. к. МПП приближается к КУД.

Распространяющееся возбуждение - возникает под действием порогового и сверхпорогового раздражителей или в результате суммации до критического уровня местных возбуждений.

Ритмическое раздражение подпороговыми раздражителями, быстро следующими друг за другом, может оказаться достаточным для суммации местных возбуждений и возникновения распространяющегося процесса возбуждения.

Явление суммации возбуждений наблюдается в том случае, если каждое подпороговое раздражение производится через такой промежуток времени, когда оно попадает в экзальтационную фазу. Вследствие того что возбудимость в этой фазе повышена против нормы, подпороговое раздражение теперь может оказаться пороговым и вызвать распространяющееся возбуждение.

  1. Классификация нервных волокон. Распространение возбуждения по безмиелиновым миелиновым нервным волокнам.

Нервные волокна делят на три класса — А, В и С (по Эрлангеру и Гассеру). Волокна А и В являются миелинизированными, С — немиелинизированными. К классу А относятся толстые миелинизированные волокна со скоростями проведения от 15 до 120 м/с. Они разделяются на 4 группы: альфа, бета, гамма, дельта. Это двигательные волокна моторных нейронов скелетных мышц и афферентные волокна от проприорецепторов, рецепторов давления, температурных, болевых. Волокна класса В тоже миелинизированные, но более тонкие и медленнопроводящие — 3—14 м/с. Они являются преганглионарными волокнами вегетативной нервной системы. Волокна класса С — безмиелиновые, имеют наименьшую толщину и скорость проведения от 0,5 до 2 м/с. Являются постганглионарными волокнами вегетативной нервной системы и афферентами рецепторов боли и температуры.

Распространение возбуждения по безмиелиновым миелиновым нервным волокнам:

В немиелинизированных волокнах происходит последовательное возбуждение всех участков мембраны — эстафет- ный механизм. В миелинизированных волокнах возбуждение возникает только в перехватах Ранвье, т. е. распространяется скачками от пере- хвата к перехвату. Такой тип проведения получил название сальтатор- ного. Скорость проведения возбуждения в мякотных волокнах намного больше, чем в безмякотных.

  1. Принцип взаимодействия нейронов (конечный путь, реципрокность, обратная связь, дивергенция, конвергенция).

Принцип общего конечного пути
Разработан Ч. Шеррингтоном. Он установил, что в нервных центрах количество афферентных (приносящих) клеток намного больше, чем количество эфферентных (выносящих) нейронов, несущих возбуждение к мышцам. Получается, что между нейронами идет борьба "за общий конечный путь", т.е. за то, чтобы передать своё возбуждение на эффентные нейроны.

Принцип реципрокности

Суть заключается в том, что при возбуждении одних нервных центров деятельность других может затормаживаться. Т.е. в этом случае тормозится антагонистический центр. В реципрокных взаимоотношениях находятся центры вдоха и выдоха продолговатого мозга, центры сна и бодрствования.

Принцип обратной связи

Обратная связь – поток импульсов в нервную систему, который информирует ЦНС о том, как осуществляется ответная реакция, достаточна она или нет. Два типа:

  • Положительная - вызывает усиление ответной реакции со стороны нервной системы.

  • Отрицательная – снижает активность нейронов ЦНС и ответную реакцию.

Принцип дивергенции 

Заключается в том, что один нейрон, разветвляясь, контактирует посредством многочисленных терминалей с различными другими нейронами. Такая особенность строения наиболее характерна для афферентных нейронов и лежит в основе процессов иррадиации (возбуждение (торможение) возникает в нервном центре данного рефлекса и распространяется от места возникновения на другие участки ЦНС).

Принцип конвергенции

Заключается в схождении аксонов от многих нейронов к одному эфферентному, который является для них общим в ЦНС.

Значение: обеспечивается центральное облегчение; обеспечивается принцип общего конечного пути.

  1. Типы и режимы мышечного сокращения. Энергетика и теплообразование при работе мышц.

Типы:

  1. Изотоническое сокращение. При сокращении происходит уменьшение длины мышечного волокна без изменения напряжения.

  2. Изометрическое сокращение. При сокращении изменяется напряжение без изменения длины.

  3. Смешанное (ауксотоническое) сокращение. Происходит изменение и длины и напряжения мышцы. Чаще всего встречается в естественных условиях работы мышцы.

Режимы:

1. Одиночное сокращение. В этом режиме мышца сокращается, если интервал между импульсами больше времени сокращения и расслабления мышцы.

2. Тетаническое сокращение развивается в результате суммации одиночных сокращений. Суммация одиночных сокращений происходит вследствие сохранения высокой концентрации кальция в пространстве между нитями.

Возможны два вида суммации:

— зубчатый тетанус развивается, если следующий импульс возникает на мембране мышечного волокна во время расслабления;

— гладкий тетанус развивается, если интервал между импульсами меньше времени одиночного сокращения.

Энергетика:

Единственным прямым источником энергии для мышечного сокращения является молекула АТФ. Существуют три энергетические системы:

1. Фосфагенная или АТФ-креатинфосфатная система. Ресинтез АТФ происходит за счет высокоэнергетического соединения креатинфосфата.

2. Гликолитическая система. АТФ образуется в результате анаэробного распада углеводов.

3. Окислительная система. Энергия образуется в результате аэробного распада углеводов и жиров.

Теплообразование:

По своему происхождению и времени развития теплообразование было подразделено на две основные фазы. Первая фаза во много раз короче второй и называется фазой начального теплообразования. Она начинается с момента возбуждения мышцы и продолжается в течение всего сокращения, включая фазу расслабления. Начальное теплообразование может быть разделено на несколько частей: а) тепло активации; б) тепло укорочения; в) тепло расслабления.

Вторая фаза теплопродукции длится несколько минут после расслабления и носит название запаздывающего, или восстановительного, теплообразования.


  1. Условный рефлекс как форма научения. Образование и виды условных рефлексов. Торможение условных рефлексов.

Образование:

При действии индифферентного раздражителя возникает возбуждение в соответствующих рецепторах, и импульсы из них поступают в мозговой отдел анализатора. При воздействии безусловного раздражителя возникает специфическое возбуждение соответствующих рецепторов, и импульсы через подкорковые центры идут в кору головного мозга (корковое представительство центра безусловного рефлекса, которое является доминантным очагом). Таким образом, в коре головного мозга одновременно возникают два очага возбуждения: В коре головного мозга между двумя очагами возбуждения по принципу доминанты, образуется временная рефлекторная связь. При возникновении временной связи изолированное действие условного раздражителя вызывает безусловную реакцию. В соответствии с теорией Павлова, закрепление временной рефлекторной связи происходит на уровне коры головного мозга, а в его основе лежит принцип доминанты.

Виды:

По биологическому признаку:пищевые; половые; оборонительные;  двигательные; ориентировочный - реакция на новый раздражитель. 

По характеру условного сигнала:

  1. натуральные - условные рефлексы, вызываемые раздражителями, действующими в естественных условиях: вид, запах, разговор о пище; 2. искусственные - вызываются раздражителями, не связанными с данной реакцией в нормальных условиях.

По сложности условного сигнала:

  1. простые - из 1 раздражителя; 2. сложные - из комплекса раздражителей.

По виду раздражителя:

  1. экстероцептивные - возникают наиболее легко; 2. интероцептивные; 3. проприоцептивные.

По характеру ответной реакции:

  1. соматические; 2. вегетативные (сосудо-двигательные)

По различным порядкам:

  1. условный рефлекс 1-го порядка - вырабатывается на базе безусловного рефлекса;

  2. условный рефлекс 2-го порядка - вырабатывается на базе условного рефлекса 1-го порядка и т. д.

Торможение:

Безусловное торможение - возникает по принципу безусловного рефлекса. Особенности: безусловное торможение это врожденная форма торможения, она присуща всем особям данного вида; не нужно время для его возникновения; он может развиваться в любом отделе центральной нервной системы.

Условное торможение - осуществляется по принципу условного рефлекса. Условное торможение возникает при неподкреплении условного сигнала. В коре головного мозга перестает осуществляться временная рефлекторная связь. Особенности: это индивидуальная, приобретенная в течении жизни реакция организма; требует определенных условий, для осуществления его надо вырабатывать; развивается в нейронах коры головного мозга.


  1. Соотношение возбуждения, сокращения и возбудимости сердечной мышцы.

Частота сердечных сокращений — 75 уд./мин. Длительность цикла — 0,8 с. Систола предсердий — 0,1 с. Систола желудочков — 0,33 с; период напряжения — 0,08 с (фаза ассинхронного сокращения — 0,05, фаза изометрического сокращения — 0,03); период изгнания — 0,25 с (фаза быстрого изгнания — 0,12, фаза медленного изгнания — 0,13). Диастола желудочков — 0,47 с; период протодиастолы — 0,04 с; период изометрического расслабления — 0,08 с; 75 период наполнения — 0,25 с (фаза быстрого наполнения — 0,08 с, фаза медленного наполнения — 0,17 с). Общая пауза — 0,37 с. В общую паузу атриовентрикулярные клапаны открыты, полулунные закрыты. Происходит наполнение сердца кровью. 70 % систолического объема крови поступает в желудочки во время общей паузы. Причины поступления крови в сердце во время диастолы: градиент давления в полых венах и желудочке — 5—7 мм рт. ст. и 0 мм рт. ст.; присасывающее действие грудной клетки — на вдохе полые вены растягиваются, давление в них понижается, и кровь по градиенту давления двигается в полые вены; присасывающее действие сердца — во время систолы желудочков предсердно-желудочковая перегородка двигается вниз. Это приводит к расширению предсердий и понижению давления в них, что вызывает приток крови из полых вен; венозная помпа — вены туловища и конечностей имеют клапаны, которые при сокращении скелетных мышц обеспечивают продвижение крови к сердцу.

  1. Соотношение фаз возбудимости с фазами потенциала действия. Лабильность.

Уровень возбудимости клетки зависит от фазы ПД.

В фазу локального ответа часть натриевых каналов открыта, и мембрана частично деполяризована, поэтому она легче отвечает на действие раздражителя. Возбудимость возрастает.

В течение фазы деполяризации клетка не в состоянии отвечать на возбуждение, потому что все натриевые каналы открыты. Состояние невозбудимости - абсолютная рефрактерность.

В фазу реполяризации возбудимость восстанавливается, но не полностью. Только раздражители надпороговой силы приводят к возникновению возбуждения. Это относительная рефрактерность.

Во время отрицательного следового потенциала возбудимость повышена (супернормальная), а во время положительного – снижена (субнормальная).

Лабильность — это способность возбудимых систем воспроизводить ритм раздражения в свойственных им реакциях. Высокой лабильностью обладают нервные волокна, меньшей — мышечные, самой низкой лабильностью обладает синапс.

  1. Современные представления о строении и функции клеточных мембран. Транспорт веществ через мембрану.

Клеточная мембрана (плазмолемма) представлена двойным слоем фосфолипидов, в котором расположены молекулы белков. Фосфолипиды и белки могут быть связаны с углеводами, образуя гликопротеины и гликолипиды. Белки мембраны выполняют функцию каналов, переносчиков, ферментов, регуляторов, рецепторов; углеводы — рецепторов.

Функции:

  • барьерная — обеспечивает регулируемый, избирательный, пассивный и активный обмен веществ с окружающей средой

  • транспортная — через мембрану происходит транспорт веществ в клетку и из клетки

  • маркировка клетки — на мембране есть антигены, действующие как маркеры — «ярлыки», позволяющие опознать клетку

Транспорт веществ:

Жирорастворимые вещества транспортируются, растворяясь в фосфолипидах мембраны. Водорастворимые вещества перемещаются с помощью белков. Если транспорт веществ осуществляется с затратой энергии АТФ, то он называется активным, а если без затраты АТФ — то пассивным. Транспорт одного вещества в одном направлении через каналы или непосредственно через фосфолипиды мембраны называется простой диффузией (унипорт). Транспорт веществ с участием белков-переносчиков называется облегченной диффузией. Транспорт двух веществ в противоположном направлении с помощью белков-переносчиков называется антипорт, в одном направлении — симпорт.

Каналы мембраны обладают способностью пропускать исключительно ионы и (или) воду. Ионные каналы представлены интегральными белками (гликопротеинами), пронизывающими липидный бислой мембраны.

  1. Потенциал покоя. Процесс возбуждения, потенциал действия и его фазы.

Мембранным потенциалом покоя (МПП) или потенциалом покоя (ПП) - это разность электрических потенциалов между внутренней и наружной сторонами мембраны, когда клетка находится в состоянии физиологического покоя. Внутренняя сторона мембраны клетки заряжена отрицательно по отношению к наружной. П. п. обусловлен неравенством концентраций ионов K+,Naи С1по обе стороны клеточноймембраны и неодинаковой проницаемостью мембраны для этих ионов. У большинства клеток п. п. создаётсядиффузией ионов К+ из цитоплазмы в наружную среду; в скелетных мышечных волокнах в поддержании п. п. важную роль играет диффузия ионов С1- из наруж. среды в цитоплазму.

Прохождение через клеточнуюмембрану электрич. тока различные воздействия, изменяющие ионную проницаемость мембраны, вызывают изменения п. п.

Уменьшение величины МПП называют деполяризацией, увеличение — гиперполяризацией, восстановление исходного значения МПП—реполяризацией мембраны.

Величина МПП возбудимых клеток составляет от –50 мВ до –90 мВ.

Потенциал действия — волна возбуждения, перемещающаяся по мембране живой клетки в виде кратковременного изменения мембранного потенциала на небольшом участке возбудимой клетки (нейрона или кардиомиоцита), в результате которого наружная поверхность этого участка становится отрицательно заряженной по отношению к внутренней поверхности мембраны, а в покое она заряжена положительно. Потенциал действия является физиологической основой нервного импульса.

Фазы:

Стадия покоя. Эта стадия представлена мембранным потенциалом покоя, который предшествует потенциалу действия. Мембрана во время этой стадии поляризована в связи с наличием отрицательного мембранного потенциала, равного -90 мВ.

Фаза деполяризации. В это время мембрана внезапно становится высокопроницаемой для ионов натрия, позволяя огромному числу положительно заряженных ионов натрия диффундировать внутрь аксона. В результате потенциал стремительно нарастает в положительном направлении. Фаза реполяризации. В течение нескольких долей миллисекунды после резкого повышения проницаемости мембраны для ионов натрия, натриевые каналы начинают закрываться, а калиевые — открываться. В результате быстрая диффузия ионов калия наружу восстанавливает нормальный отрицательный мембранный потенциал покоя.

  1. Законы раздражения возбудимых тканей.

Законы устанавливают зависимость ответной реакции ткани от параметров раздражителя. Существуют три закона раздражения возбудимых тканей:
1) Закон силы раздражения устанавливает зависимость ответной реакции от силы раздражителя. Эта зависимость неодинакова для отдельных клеток и для целой ткани. Для одиночных клеток зависимость называется «все или ничего». Характер ответной реакции зависит от достаточной пороговой величины раздражителя.
2) Закон длительности раздражений. Ответная реакция ткани зависит от длительности раздражения, но осуществляется в определенных пределах и носит прямо пропорциональный характер.
3) Закон градиента раздражения. Градиент – это крутизна нарастания раздражения. Ответная реакция ткани зависит до определенного предела от градиента раздражения.

Физиология центральной нервной системы.

    1. Рефлекторный принцип деятельности центральной нервной системы.

 Рефлекс — это ответная реакция организма на воздействие внешних или внутренних раздражителей, вызывающих активацию рецепторов, которая осуществляется ЦНС и проявляется в возникновении, изменении или прекращении активности органов и тканей. Рефлекс контролируется механизмом обратной связи.

Морфологической основой рефлекса является рефлекторная дуга, которая представляет собой цепочку нейронов, связанных синаптическими контактами.

Компоненты рефлекторной дуги:

• рецепторы, • афферентный путь, • центральное звено, • эфферентный путь, • эффекторный орган.

Рецепторы — это специализированные образования, способные воспринимать сигналы внешней или внутренней среды и преобразовывать энергию раздражителя в электрический процесс.

    1. Торможение в ЦНС, его виды и роль. Механизмы центрального торможения.

Торможение — это нервный процесс, при котором возбуждение одних нейронов подавляет или предупреждает возбуждение других нейронов.

Виды:

1. Постсинаптическое, гиперполяризационное торможение связано с формированием на мембране ТПСП. Постсинаптическая мембрана при этом гиперполяризуется, возбудимость нейрона понижается, в результате он или уменьшает частоту, или прекращает генерировать ПД:

а) Поступательное опережающее торможение по Сеченову: при раздражении ретикулярной формации ствола мозга импульсы по ретикулоспинальному тракту поступают в спинной мозг и активируют тормозные интернейроны, которые тормозят альфа-мотонейроны.

б) Поступательное реципрокное торможение по Шеррингтону: при активации рецепторов растяжения мышцы возбуждаются ее альфа-мотонейроны, при этом тормозятся альфа-мотонейроны мышцы антагониста. Значение: автоматическое облегчение работы сустава.

в) Возвратное торможение по Реншоу: при увеличении частоты импульсации альфа-мотонейрона колатераль его аксона возбуждает тормозный интернейрон (клетка Реншоу). Тормозный нейрон выделяет медиатор глицин, который, вызывая процесс гиперполяризации, снижает величину деполяризации сомы альфа-мотонейрона, что приводит к понижению частоты ПД. Значение: обеспечивает сохранение средней частоты импульсации альфа-мотонейрона, нейрон импульсирует стабильно в течение длительного времени, обеспечивая поддержание позного тонуса.

г) Латеральное (окружающее) торможение: при активации одного нейрона одновременно активируются интернейроны, которые тормозят рядом лежащие нейроны. Значение: предполагается, что оно обеспечивает контрастность восприятия сигнала.

2. Пресинаптическое деполяризационное торможение уменьшает эффект действия на клетку возбуждающих синапсов . Морфологической основой его являются аксо-аксональные синапсы. Медиатор — ГАМК. Ионный механизм пресинаптического торможения до конца не выяснен. Предполагают, что происходит повышение проницаемости для ионов хлора, но двигается он согласно электрохимическому потенциалу из клетки.


    1. Физиология таламуса. Функциональная характеристика основных ядерных групп.

Таламус — это отдел промежуточного мозга, который получает информацию от всех структур мозга и является коллектором всей информации, поступающей в кору больших полушарий.

1. Переключающие (релейные) ядра — переключают информацию со 2-го восходящего нейрона на 3- й нейрон лемнисковой системы.

2. Ассоциативные ядра — получают информацию от переключающих ядер, обрабатывают ее и передают в ассоциативную кору. 4/5 ядер таламуса — ассоциативные. Эти ядра участвуют в формировании образов, оценке информации; контроле мотиваций и эмоций; в формировании памяти; в формировании болевых ощущений. Таламус является центром болевых ощущений.

3. Неспецифические ядра — получают информацию от релейных ядер, ассоциативных, ретикулярной формации ствола мозга и дают диффузные проекции в кору. Они возбуждают кору больших полушарий, участвуют в формировании сознания, обеспечивают реакцию внимания, участвуют в регуляции цикла сон — бодрствование коры.

4. Моторные ядра (вентролатеральные ядра) — связаны с мозжечком и базальными ядрами, передают информацию в моторную кору. Участвуют в формировании произвольных движений, построении двигательных программ.

  1. Морфофункциональная характеристика парасимпатического отдела вегетативной нервной систем.

Центры ПСНС лежат в головном мозге (краниальный отдел). Это средний мозг — ядро Якубовича (III пара черепномозговых нервов), мост и продолговатый мозг — лицевой нерв (VII пара), языкоглоточный (IX пара), блуждающий нерв (X пара). В спинном мозге парасим- патические центры локализованы в крестцовых сегментах (S2—S4). Ганглии ПСНС располагаются около органа или внутри него, т. е. интрамурально.

Медиаторы и реактивные системы:

Преганглионарные нейроны — холинергические (Ах), синаптические рецепторы — Н-холинорецепторы. Постганглионарные нейроны — холинергические, рецепторы — М-холинорецепторы (мускариновые). М-холинорецепторы бывают двух видов: ионотропные и метаботропные. В атипических кардиомиоцитах, некоторых кровеносных сосудах взаимодействие Ах с М-холинорецепторами приводит к активации К-каналов и развитию гиперполяризации. Одновременно в этих клетках активируется мембранный фермент — гуанилатциклаза, образуется вторичный посредник — циклический гуанозинмонофосфат (цГМФ), который является антагонистом цАМФ. В гладкомышечных и секреторных клетках желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), мочевого пузыря, мочеточников, бронхов, коронарных сосудов комплекс Ах—М- холинорецептор активирует натриевые каналы, мембрана деполяризуется, гладкие мышцы сокращаются и усиливается секреция пищеварительных соков. Этому же эффекту способствует активация вторичных посредников — ИТФ и ионизированного кальция. Классическим антагонистом мускариновых рецепторов является атропин — токсин белены и дурмана.


  1. Роль спинного мозга в регуляции двигательной активности.

В спинном мозге замыкаются простейшие рефлексы. Регуляция тонуса мышц осуществляется с участием миотатических рефлексов. Кроме того, спинной мозг является центром для защитного рефлекса отдёргивания, а также ряда двигательных программ.

Все нейроны спинного мозга функционально подразделяются на мотонейроны, интернейроны, нейроны симпатической и парасимпатической системы. Мотонейроны спинного мозга с учетом их функций подразделяют на альфа — и гамма — мотонейрроны:
Альфа — мотонейроны имеют прямые связи от чувствительных путей, идущих от экстрафузальных волокон мышц.
Гамма — мотонейроны иннервируют интрафузальные мышечные волокна мышечного веретена.
Интернейроны – промежуточные нейроны, организуют связи между структурами спинного мозга, в обеспечении влияния восходящих и нисходящих путей на клетки отдельных сегментов спинного мозга.
 Спинной мозг выполняет две важнейшие функции:.
Рефлекторная функция - заключается в том, что он осуществляет регуляцию многих двигательных актов. С клинической точки зрения особую роль среди них занимают сухожильные рефлексы.  Особенно выражены эти рефлексы в мышцах разгибателях и сгибателях рук и ног (коленный, ахиллов рефлекс и другие). Дуга этого рефлекса: рецепторы сухожилия четырехглавой мышцы бедра – спинальный ганглий – задние корешки – задние рога III поясничного сегмента – мотонейроны передних рогов того же сегмента — экстрафузальные волокна четырехглавой мышцы бедра.
Сгибательные рефлексы — направлены на избежание различных повреждающих воздействий. Они возникают при раздражении рецепторов кожи, мышц и внутренних органов.

Ритмические рефлексы – чесательный (ритмические сокращения и расслабления, сгибания и разгибания).
 Позные рефлексы – это большая группа актов, направленных на поддержание определенной позы (стояние, лежание и др.).
 В случаях травмы спинного мозга и его полного пересечения развивается - спинальный шок. Причина такого состояния связана с выпадением влияний, поступающих из вышележащих отделов нервной системы в спинной мозг.


  1. Свойства нервного центра (типичная нервная сеть).

Нервный центр — это совокупность нейронов разных уровней ЦНС, деятельность которых осуществляет регуляцию функций.

Свойства:

1. Центральная задержка — время с момента поступления информации в нервный центр до выхода информации из нервного центра.

2. Одностороннее проведение информации в нервной сети — в каждом нервном центре имеются входные нейроны и нейроны на выходе, которые не могут изменить свою функциональную принадлежность, так как связаны синаптическими контактами.

3. Дивергенция — расхождение информации от одного нейрона к нескольким, так как аксон одного нейрона имеет множество разветвлений, которые заканчиваются синапсами на других нейронах.

4. Иррадиация возбуждения — следствие дивергенции, при раздражении одного афферентного входа возникает генерализованная реакция за счет возбуждения большого количества вставочных и моторных нейронов.

5. Конвергенция — схождение информации от разных нейронов к одному интернейрону или мотонейрону.

6. Суммация возбуждения в нервном центре является проявлением интегративной деятельности нейрона. Временная (последовательная) суммация — увеличение синаптического притока по одному афферентному входу. Развивающиеся с коротким интервалом ВПСП суммируются, что вызывает пороговый сдвиг МПП и генерацию ПД. Пространственная (одновременная) суммация — увеличение синаптического притока при одновременной активации нескольких синаптических входов. ВПСП возникают одновременно в большом количестве близко расположенных синапсов.

7. Явление облегчения — открыто Ч. Шеррингтоном. Является следствием суммации возбуждения в нервных сетях. При одновременной стимуляции двух афферентных входов ответ больше, чем при раз- дельной стимуляции.

8. Явление окклюзии (закупорки) — открыто Ч. Шеррингтоном. Явление обратное облегчению.

9. Трансформация ритма в нейронных сетях — несоответствие ритма импульсации нейронов на входе в нервный центр и на выходе. Как правило, на входе ритм нерегулярный, а на выходе из нервного центра ритм становится регулярным, характеризуется примерно одинаковым межимпульсным интервалом.

10. Реверберация возбуждения (циркуляция) — ПД длительно циркулирует по нейронным сетям, имеющим положительные обратные связи.

11. Последействие — следствие реверберации, сохранение активности в нервном центре после прекращения его стимуляции.

12. Габитуация — привыкание нервных сетей к действию повторных, монотонных, биологически незначимых раздражителей.

13. Синаптическая депрессия — утомление нервных сетей при их длительной стимуляции.

14. Пластичность — взаимозаменяемость нервных сетей.


написать администратору сайта