5 Нервные и мышечные клетки как основные элементы возбудимых тканей. Основные функциональные и структурные различия между ними.

Основным свойством живых клеток является раздражимость, т. е. их способность реагировать изменением обмена веществ в ответ на действие раздражителей. Возбудимость — свойство клеток отвечать на раздражение возбуждением. К возбудимым относят нервные, мышечные и некоторые секреторные клетки. Возбуждение — ответ ткани на ее раздражение, проявляющийся в специфической для нее функции (проведение возбуждения нервной тканью, сокращение мышцы, секреция железы) и неспецифических реакциях (генерация потенциала действия, метаболические изменения).

К общим признакам возбуждения, которые присущи всем возбудимым тканям относятся: 1) изменение уровня обменных процессов, 2) выделение тепловой, химической энергии. К специфическим признакам возбуждения относятся: 1) изменение электрических процессов, 2) изменение функции: для мышечной ткани - сокращение, железистой - выделение секрета, нервной - генерация нервных импульсов.

В организме человека существуют только два вида клеток, а, соответственно, тканей подверженных возбуждению, то есть они либо способны вырабатывать электрический потенциал действия в ответ на неэлектрическое раздражение, либо реагировать каким-то способом на воспринятый потенциал действия. Первые клетки являются нервными клетками, например рецепторы: рецептор слуха – волосковая клетка – снабжена отростками – стереоцилиями, деформация которых преобразуется клеткой в электрический сигнал. Вторые клетки – мышечные – отвечают сокращение на принятый потенциал действия.

Как отмечено генераторами потенциала действия является основная нервная клетка – нейрон. Нейроны — специализированные клетки, способные принимать, обрабатывать, кодировать, передавать и хранить информацию, организовывать реакции на раздражения, устанавливать контакты с другими нейронами, клетками органов. Уникальными особенностями нейрона являются способность генерировать электрические разряды и передавать информацию с помощью специализированных окончаний — синапсов. Нейроны делят на афферентные(чувствительные, реагируют на раздражение) и эфферентные (двигательные, передают импульсы к исполнит-м клеткам). Двиг нейрон состоит из тела с ядром и отростков: дендритов(поступает сигнал к телу нейрона) и одного аксона(передаёт сигнал от тела клетки) покрытого миелиновой оболочкой. Аксон заканчивается пресинаптическим окончанием. Между окончанием аксона и телом след нейрона имеется зазор, в который при поступлении сигнала по аксону выделяется нейромедиатор – ацетилхолин, который в свою очередь стимулирует генерацию электрического импульса в след клетке.

Мышечная клетка получает сигнал только от одного мотонейрона нах-ся в спин мозге. Сам мотонейрон получает инф-ю от ЦНС или сенсорных с-м кожи и мышц. Причем одни сигналы тормоз-е, а др возб-е, мотонейрон интегрирует эту инф-ю и принимает решение как сумму воспринятых имп-в. Рез-м интеграции всех имп-в явл-ся выработка ответа – пот-ла действия.

Функционально, нервная система осуществляет управление деятельностью различных органов и систем, которые формируют организм. Мышечная система является объектом управления нервной системы.

О собенности: Мышечная клетка наполнена сократительными структурами – миофибриллами. Это, своего рода, параллельно расположенные нити, общее количество которых в клетке может составлять порядка двух тысяч. Назначение миофибрилл – стягивание мышечного волокна под действием нервного импульса. Миофибрилла состоит из чередующихся поперечных полос темного и светлого цвета. Светлые участки способны уменьшать свою длину (до полного исчезновения) пропорционально силе сокращения миофибриллы, а при расслаблении мышцы – восстанавливают свою протяженность.Миофибрилла включает огромное количество нитей двух белков: миозина и актина, которые располагаются вдоль миофибриллы. Причем, миозин – толстые нити, а актин – тонкие нити. Миозин обладает тремя важными физиологическими функциями. Во-первых, при физиологических значениях ионной силы и величины рН молекулы миозина в растворе спонтанно образуют волокна. Во-вторых, миозин обладает ферментативной активностью, в частности, АТФазной (Энгельгард, Любимова). Гидролиз АТФ является непосредственным источником свободной энергии, необходимой для сокращения. В-третьих, миозин связывает полимеризованную форму актина - основного компонента тонких нитей. Именно это взаимодействие играет ключевую роль в генерировании силы, обеспечивающей смещение тонких нитей относительно толстых. В мышечном волокне, как и в любой возбудимой ткани, регистрируются электрические явления. Величина мембранного потенциала составляет 50-90 мВ. В мышечной мембране по сравнению с нервной имеются дополнительные кальциевые и хлорные каналы, поэтому имеют место и соответствующие токи, оказывающие определенное влияние на величину мембранного потенциала. При возбуждении мышечного волокна наблюдаются не только электрические, но и другие процессы, свойственные возбуждению, а именно, имеет место изменение температуры.