2018-01-21
6546
• Закон анатомической и физиологической непрерывности – возбуждение может распространяться по нервному волокну только в случае его морфологической и функциональной целостности.
• Закон двустороннего проведения возбуждения – возбуждение, возникающее в одном участке нерва, распространяется в обе стороны от места своего возникновения. В организме возбуждение всегда распространяется по аксону от тела клетки (ортодромно).
• Закон изолированного проведения – возбуждение, распространяющееся по волокну, входящему в состав нерва, не передается на соседние нервные волокна.
8. Строение спинного мозга и периферической нервной системы человека (чувствительные и двигательные нервные волокна, ганглии).
Спинной мозг является частью центральной нервной системы, которая связана с периферией тела – кожей, мышцами и некоторыми другими внутренними органами. Эти связи осуществляются у человека посредством 31-33 пар нервов, отходящих от спинного мозга, который соответственно делится на 31-32 отрезка (сегмента) Каждый из этих сегментов иннервирует определенный участок тела. Существует 8 шейных сегментов, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 1-3 копчиковых. В спинной мозг поступает информация с периферии, а от спинного мозга к мышцам идут распоряжения совершать те или иные движения. Центральная часть спинного мозга состоит из серого вещества, которое на поперечном разрезе напоминает бабочку с развернутыми крыльями. Серое вещество спинного мозга представляет собой концентрацию огромного количества нервных клеток - нейронов. В каждом сегменте десятки или сотни тысяч нейронов, а всего в спинном мозгу человека их более тринадцати миллионов. Серое вещество мозга окружено белым веществом, состоящим из нервных волокон - отростков нейронов. Несмотря на то, что нейроны очень малы и обычно не превышают в диаметре 0,1 миллиметра, длина их отростков порой доходит до полутора метров. «Бабочка» серого вещества состоит из различных клеток. В передних ее отделах располагаются крупные двигательные клетки, длинные волокна, выходящие из спинного мозга и идущие к мышцам. Выходя из спинного мозга, эти волокна собираются в пучки, которые называются передними корешками. Из каждого сегмента выходит одна пара передних корешков: один - направо, другой - налево. Чувствительные волокна, входящие в каждый сегмент, образуют пару задних корешков. В спинном мозгу часть чувствительных волокон направляется вверх, в головной мозг. Другая часть входит в серое вещество; здесь чувствительные волокна оканчиваются или на двигательных клетках, или на мелких промежуточных, или вставочных, клетках, которые играют очень большую роль в работе спинного мозга.
Ганглии представляют собой скопление нейронов, формирующих небольшие узелки различного размера, разбросанные в различных участках тела. Различают два типа ганглиев — цереброспинальные и вегетативные. Тела нейронов спинномозговых ганглиев, как правило, округлой формы и различного размера (от 15 до 150 мкм). Ядро располагается в центре клетки и содержит четкое круглое ядрышко.
Афферентные нервные окончания (чувствительные) представляют собой концевые аппараты дендритов чувствительных нейронов, повсеместно располагающихся во всех органах человека и дающие информацию центральной нервной системе об их состоянии. Воспринимают они раздражения, исходящие и из внешней среды, преобразуя их в нервный импульс. Механизм возникновения нервного импульса характеризуется уже описанными явлениями поляризации и деполяризации цитоплазматической мембраны отростка нервной клетки. Существует ряд классификаций афферентных окончаний — в зависимости от специфичности раздражения (хеморецепторы, барорецепторы, механорецепторы, терморецепторы и др.), от особенностей строения (свободные нервные окончания и несвободные). Обонятельные, вкусовые, зрительные и слуховые рецепторы, а также рецепторы, воспринимающие движение частей тела относительно направления силы тяжести, называют специальными органами чувств.
Двигательные нервные волокна — тонкие, образуют мелкие нервно-мышечные синапсы по краям интрафузальных волокон, обеспечивая их тонус.
9. Нервно-мышечный синапс. Формирование потенциала концевой пластинки (ПКП). Отличия потенциала концевой пластинки от потенциала действия.
Это синапс между аксоном мотонейрона и мышечным волокном.
Синапс состоит из трех основных частей: пресинаптической мембраны, постсинаптической мембраны и синаптической щели.
Утолщенное окончание пресинаптического аксона и составляет пресинаптическую мембрану синапса. Пресинаптическое окончание содержит митохондрии, которые поставляют АТФ, а также множество пресинаптических пузырьков, состоящих из мембраны, содержащей медиатор. Пресинаптические пузырьки необходимы для накопления медиатора. В нервно-мышечном синапсе ветвления нервного волокна вдавливают мембрану мышечного волокна, которая в этом участке образует сильноскладчатую постсинаптическую мембрану или двигательную концевую пластинку.
Между пресинаптической и постсинаптической мембранами расположена синаптическая щель.
Область мышечного волокна, участвующую в образовании синапса, называют концевой двигательной пластинкой или постсинаптической мембраной синапса.
Передатчиком возбуждения, пришедшего по нервным окончаниям в нервно-мышечный синапс, служит медиатор ацетилхолин.
Когда под действием нервного импульса (потенциала действия) происходит деполяризация мембраны нервного окончания, пресинаптические пузырьки вплотную сливаются с ней. При этом в одной из точек пресинаптической мембраны возникает все увеличивающееся отверстие, через которое в синаптическую щель выбрасывается содержимое пузырька (ацетилхолин).
Основное назначение пресинаптической мембраны состоит в синтезе и регулируемом нервным импульсом выбросе медиатора ацетилхолина в синаптическую щель.
Молекулы ацетилхолина диффундируют через щель и достигают постсинаптической мембраны. Последняя обладает высокой чувствительностью к медиатору и невозбудима по отношению к электрическому току. Высокая чувствительность мембраны к медиатору обусловлена тем, что в ней находятся специфические рецепторы - молекулы липопротеиновой природы. Число рецепторов - их называют холинорецепторами; они отсутствуют в других участках мышечной мембраны. Взаимодействие медиатора с рецептором вызывает изменение конформации последнего в результате чего открываются хемовозбудимые ионные каналы в мембране. Происходит перемещение ионов и возникает деполяризация постсинаптической мембраны от 75 до 10 мВ. Возникает потенциал концевой пластинки (ПКП) или возбуждающий постсинаптический потенциал (ВПСП).
Время от момента появления нервного импульса в пресинаптическом окончании до возникновения ПКП называется синаптической задержкой.
Величина ПКП зависит от числа молекул ацетилхолина, связанных с рецепторами постсинаптической мембраны, т.е. в отличие от потенциала действия ПКП градуален.
Для восстановления возбудимости постсинаптической мембраны необходимо исключить действие деполяризирующего агента - ацетилхолина. Эту функцию выполняет локализованный в синаптической щели фермент ацетилхолинэстераза, которая гидролизует ацетилхолин до ацетата и холина. Проницаемость мембраны возвращается к исходному уровню, и мембрана реполяризуется.
10. Виды мышечной ткани в организме человека. Физиологические особенности гладких мышц.
Различают три вида мышечной ткани: поперечнополосатую, гладкую и сердечную. Поперечнополосатая (скелетная) мышечная ткань построена из множества многоядерных волокноподобных клеток длиной 1—12 см. Наличие миофибрилл со светлыми и темными участками, по-разному преломляющих свет (при рассмотрении их под микроскопом), придает клетке характерную поперечную исчерченность, что и определило название этого вида ткани. Из нее построены все скелетные мышцы, мышцы языка, стенок ротовой полости, глотки, гортани, верхней части пищевода, мимические, диафрагма. Особенности поперечнополосатой мышечной ткани: быстрота и произвольность (т. е. зависимость сокращении от воли, желания человека), потребление большого количества энергии и кислорода, быстрая утомляемость. Сердечная ткань состоит из поперечно исчерченных одноядерных мышечных клеток, но обладает иными свойствами. Клетки расположены не параллельным пучком, как скелетные, а ветвятся, образуя единую сеть. Благодаря множеству клеточных контактов поступающий нервный импульс передается от одной клетки к другой, обеспечивая одновременное сокращение, а затем расслабление сердечной мышцы, что позволяет ей выполнять насосную функцию.
Клетки гладкой мышечной ткани не имеют поперечной исчерченности, они веретеновидные, одноядерные, их длина около 0,1 мм. Этот вид ткани участвует в образовании стенок трубко-образных внутренних органов и сосудов (пищеварительного тракта, матки, мочевого пузыря, кровеносных и лимфатических сосудов). Особенности гладкой мышечной ткани: непроизвольность и небольшая сила сокращений, способность к длительному тоническому сокращению, меньшая утомляемость, небольшая потребность в энергии и кислороде.
Физиологические особенности гладких мышц:
Гладкие мышцы образуют стенки (мышечный слой) внутренних органов и кровеносных сосудов. В миофибриллах гладких мышц нет поперечной исчерченности. Это обусловлено хаотичным расположением сократительных белков. Волокна гладких мышц относительно короче.
Гладкие мышцы менее возбудимы, чем поперечнополосатые. Возбуждение по ним распространяется с небольшой скоростью – 2-15 см/с. Возбуждение в гладких мышцах может передаваться с одного волокна на другое, в отличие от нервных волокон и волокон поперечнополосатых мышц.
Сокращение гладкой мускулатуры происходит более медленно и длительно.
Рефрактерный период в гладких мышцах более продолжителен, чем в скелетных.
Важным свойством гладкой мышцы является ее большая пластичность, т.е. способность сохранять приданную растяжением длину без изменения напряжения. Данное свойство имеет существенное значение, так как некоторые органы брюшной полости (матка, мочевой пузырь, желчный пузырь) иногда значительно растягиваются.
Характерной особенностью гладких мышц является их способность кавтоматической деятельности, которая обеспечивается нервными элементами, заложенными в стенках гладкомышечных органов.
Адекватным раздражителем для гладких мышц является их быстрое и сильное растяжение, что имеет большое значение для функционирования многих гладкомышечных органов (мочеточник, кишечник и другие полые органы)
Особенностью гладких мышц является также их высокая чувствительностьк некоторым биологически активным веществам (ацетилхолин, адреналин, норадреналин, серотонин и др.).
Гладкие мышцы иннервируются симпатическими и парасимпатическими вегетативными нервами, которые, как правило, оказывают противоположное влияние на их функциональное состояние.
11. Строение скелетной мышцы. Механизм сокращения скелетных мышц. Теория скольжения: роль ионов кальция, регуляторных и сократительных белков в мышечном сокращении и расслаблении.
В мышце различают брюшко, состоящее из поперечно-полосатой мышечной ткани, и сухожильные концы (сухожилия), образованные плотной волокнистой соединительной тканью. С помощью сухожилий мышцы прикрепляются к костям скелета. Но некоторые мышцы могут прикрепляться и к другим органам (коже, глазному яблоку).
Снаружи мышечное волокно подрыто оболочкой – сарколеммой. В цитоплазме мышечного волокна – саркоплазме наряду с клеточными 'рганеллами общего характера наедятся и специализированные органеллы – миофибриллы. Это основные структуры мышечного волокна, состоящие из сократительных белков актина и миозина. Каждая миофибрилла состоит из сократительных участков – саркомеров. На границах саркомеров белковые молекулы расположены поперек мышечного волокна. Эти участки, прикрепляющиеся к сарколемме, получили название телофрагм. На середине саркомеров находятся мезофрагмы, также представляющие собой поперечную белковую сеть. К телофрагме прикреплены нити актина, а к мезофрагме – нити миозина.
Механизм сокращения: ПД мышечного волокна - начальный этап, необходимый для сокращения мышцы. Сокращение объясняется теорией скольжения. Наблюдается взаимное перемещение (скольжение) толстых миозинових и тонких актиновых протофибрилл при неизменной их длине. Актиновых протофибрилл втягиваются в промежутки между миозиновои. Причиной этого является движение головок поперечных актомиозинових мостиков. Каждый мостик то присоединяется, то отсоединяется от соседней протофибрилл.
В состоянии покоя мостик не может присоединиться к актина, поскольку между ними содержатся белки тропонин татропомиозин, которые блокируют место присоединения. При повышении концентрации ионов Са2 + (в присутствии АТФ) тропонин изменяет свою конфигурацию и отодвигает молекулу тропомиозином, создавая условия для соединения головки мостика с актином. Это сопровождается изменением положения головки и перемещением нити актина с последующим разрывом мостика.
Расслабление волокна происходит в результате деятельности Са2 + - насоса, который закачивает эти ионы обратно в цистерны саркоплазматической сети. Концентрация Са2 + в миоплазми снижается, и тропомиозином снова блокирует активные участки актина.
12. Головной мозг, строение и принципы функционирования.
| Отдел | Строение | Функции |
| Продолговатый мозг | Является продолжением спинного и напоминает его строение. Состоит из серого вещества | В нем находятся жизненные центры: дыхания, пищеварения, ССС, защитные рефлексы |
| Мост | Располагаются нервные волокна | Проводят импульс в кору головного мозга, к мозжечку, продолговатому и спинному мозгу. Рефлекторное изменение зрачка от яркости света |
| Средний мозг | Соединяет передний мозг с задним. Состоит из 4-бугрового тела и ножек | Находятся чувствительные и двигательные центры, в том числе зрения и слуха |
| Промежуточный мозг | Состоит из зрительных бугров подбугровой области | Обрабатывает нервные импульсы, направляя их в большие полушария мозга |
| Мозжечок | Состоит из полушарий и соединяющего их червы | Координация движений |
13. Механизм передачи возбуждения в центральных синапсах, возбуждающие медиаторы, формирование возбуждающего постсинаптического потенциала (ВПСП). Значение хеморегулируемых и потенциалзависимых ионных каналов.
Синапсы - это те участки, где нервные импульсы могут влиять на деятельность постсинаптической клетки, возбуждая или тормозя ее.
Существуют две разновидности синапсов; электрические и химические. В химическом синапсе выделяется медиатор, генерирующий потенциалы на постсинаптической мембране, а в электрическом от пресинаптического нейрона к постсинаптическому идет электрический ток.
Синапсы, постсинаптическая мембрана которых под влиянием медиатора деполяризуется – возбуждающие.
Возбуждающие медиаторы вызывают деполяризацию клеточной мембраны, повышая уровень ее проницаемости для натрия и калия, в результате чего формируется потенциал действия. К этой группе относятся ацетилхолин, глутамин.
Формирование возбуждающего постсинаптического потенциала:
Под влиянием потенциалов действия в постсинаптической мембране открываются кальциевые каналы, ионы кальция вызывают сокращение нейрофиламентов. В результате этого пузырьки с медиатором подтягиваются к пресинаптической мембране, сливаются с ней, разрушаются и медиатор поступает в синаптическую щель квантами. Причем чем чаще поступают импульсы, тем больше выделяется медиатора. Затем медиатор взаимодействует со специфическими рецепторами постсинаптической мембраны. Сенсор напряжения хемовозбудимых каналов улавливает концентрацию медиатора и открывает натриевые каналы, в результате чего усиливается натриевый ток и наблюдается деполяризация постсинаптической мембраны, что рассматривается как возбуждающий постсинаптический потенциал (ВПСП). Как только деполяризация достигает критического уровня, на электровозбудимых структурах, расположенных по соседству с постсинаптической мембраной начинают генерироваться потенциалы действия. Причем чем выраженнее деполяризация, тем большее их количество формируется. Так срабатывает возбуждающий синапс.
14. Виды торможения в центральной нервной системе. Тормозные медиаторы. Механизмы пре- и постсинаптического торможения.
Торможение в ЦНС — это активный процесс, проявляющийся в подавлении или ослаблении возбуждения.
Торможение в ЦНС можно классифицировать по различным признакам: по электрическому состоянию мембраны (гиперполяризационное и деполяризационное); по отношеншо к синапсу (постсинаптическое и пресинаптическое); по отношеншо к нейронолъной организации (поступательное, возвратное, латеральное).
Торможение мембраны обычно является гиперполяризационным, тормозной медиатор увеличивает проницаемость мембраны для ионов калия или хлора (возникает ТПСП) и мембрану труднее довести до критического уровня деполяризации (при котором нейрон генерирует ПД). В нейронных сетях коры тормозная функция принадлежит в основном ГАМК-эргическим вставочным нейронам. Эти тормозные нейроны имеют относительно короткие проекции, поэтому их влияние ограничено локальными областями коры. Ингибирующее действие ГАМК осуществляется через ГАМК-рецепторы А-типа, которые изменяют проницаемость мембраны для ионов хлора, что приводит к гиперполяризации мембраны. Есть данные, что ТПСП могут возникать и за счет взаимодействия
ГАМК с рецепторами В-типа, которые связаны с калиевыми каналами. Деполяризация мембраны тоже может привести к торможению, если она становится чрезмерно длительной (застойной), такая деполяризация сопровождается инактивацией натриевых каналов, т.е мембрана теряет свою возбудимость и не в состоянии ответить на приход новых возбуждений генерацией ПД.
Постсинаптическое торможение - основной вид торможения, заключается в том, что в нервных окончаниях тормозящих нейронов под влиянием приходящего по аксону импульса выделяется медиатор, который гиперполяризует постсинаптическую мембрану другого возбуждающего нейрона. В мембране последнего деполяризация не может достигнуть критического уровня, и поэтому возбуждение по нейрону не распространяется
Пресинаптическое торможение локализуется в пресинаптических окончаниях, т.е. в разветвлениях (терминалах) возбуждающего нейрона. На этих терминалях располагаются окончания аксона тормозящего нейрона. При его возбуждении тормозной медиатор частично или полностью блокирует проведение возбуждения возбуждающего нейрона, и его влияние не передаётся на другой нейрон.
15. Нервно-рефлекторная регуляция физиологических функций. Определение понятия рефлекса, классификация рефлексов. Схема рефлекторной дуги.
Рефлексы - реакции организма на раздражения рецепторов. Возникшее возбуждение передается в центральную нервную систему, которая отвечает на него также возбуждением; последнее по эфферентным (двигательным, секреторным и др.) нервам передается к различным органам (мышцам, железам и др.).
В настоящее время основной глобальной классификацией является разделение всех рефлексов на безусловные и условные (по Павлову).
1. Классификация по рецепторному звену.
· Интероцептивные: информация, возбуждающая рецептор и, запускающая рефлекс, получена с рецепторов внутренних органов;
· Экстероцептивные: информация, возбуждающая рецептор и, запускающая рефлекс, получена из внешней среды с помощью сенсорных систем;
· Проприоцептивные: рефлексы, запускаемые с рецепторов мышц, сухожилий и суставов.
· по центральному звену выделяют: центральные (истинные) – главное звено находится в ЦНС и периферические – центральное звено находится за пределами ЦНС.
Центральные, в свою очередь делятся на спинальные и церебральные. Спинальные рефлексы делят на цервикальные, торакальные, люмбальные и сакральные. Церебральные рефлексы делят на мозжечковые, рефлексы больших полушарий и рефлексы ствола мозга. Рефлексы ствола мозга делят на бульбарные, диэнцефальные и мезенцефальные.
2. Классификация по эффекторам.
· Двигательные;
· Сердечные;
· Сосудистые;
· Секреторные.
3. Классификация рефлексов по их биологической значимости. Здесь выделяют оборонительные и защитные, половые, пищевые и питьевые, ориентировочно-исследовательские, родительские, гомеостатические.
4. Классификация рефлексов по количеству синаптических контактов или нейронов в рефлекторной дуге.
· Двухнейронные, или моносинаптические, рефлекторные дуги характеризуются наличием в своем составе только двух нейронов (чувствительного и двигательного). В такой дуге участвует один синапс, который находится в ЦНС. Эти рефлексы участвуют в регуляции мышечного тонуса и позы и связаны, в первую очередь, с натяжением сухожилий. В случае двухнейронной организации дуги рефлекторные акты осуществляются без участия головного мозга, так как рефлексы стереотипны и не требуют обдумывания или сознательного решения.
· Полинейронные, или полисинаптические, рефлекторные дуги обеспечивают подавляющее большинство рефлекторных актов. В них участвуют как минимум два синапса, находящиеся в ЦНС, так как в дугу включен третий нейрон – вставочный (интернейрон). Такие рефлекторные дуги позволяют организму осуществлять автоматические непроизвольные реакции, необходимые для приспособления к изменениям внешней и внутренней среды.
16. Понятие о сенсорных системах: структура и роль. Классификация рецепторов. Рецепторный и генераторный потенциалы. Кодирование сенсорной информации на уровне рецепторов.
Анализаторы -- это совокупность взаимодействующих образований периферической и центральной нервной системы, которые осуществляют восприятие и анализ информации о явлениях, которые происходят как в окружающей среде, так и внутри самого организма.
Структура сенсорных систем
· Сенсорные рецепторы, получают стимулы раздражения из внешней или внутренней среды
· Нервные пути, передают инф-ию от рецепторов в мозг
· Части мозга, которые перерабатывают полученную информацию
Анализаторы выполняют большое количество функций или операций с сигналами:
I. Обнаружение сигналов.
II. Различение сигналов.
III. Передача и преобразование сигналов.
IV. Кодирование поступающей информации.
V. Детектирование тех или иных признаков сигналов.
VI. Опознание образов.
Классификация рецепторов:
По природе стимула: Механорецепторы, Фоторецепторы, Терморецепторы, Хеморецепторы
По виду адекватного раздражителя: Экстерорецепторы -стимулируются при действии раздражителей внешней среды (электромагнитные и звуковые волны, давление, действие пахучих молекул). Интерорецепторы – стимулируются при действии раздражителей внутренней среды (вестибулярные рецепторы, прориорецепторы).
По способу преобразования энергии стимула: Первичночувствующие (тактильные, обонятельные, интеропроприорецепторы). Вторичночувствующие (зрительные, слуховые, вестибулярные, вкусовые).
П – это элемент самого сенсорного нейрона. В – это высокоспециализированные эпителиальные клетки, контактирующие с нервным волокном сенсорного нейрона.
По модальности: Слуховые, Зрительные, Обонятельные, Вкусовые, Слуховые, Тактильные, Температурные, Болевые.
