Проведение Потенциала Действия

Общий принцип проведения ПД

• Распространение ПД осуществляется при помощи местного тока ионов, возникающего между возбужденным и невозбужденным участком мембраны.

• Каждый участок мембраны, генерируя нервный импульс, своей деполяризацией возбуждает соседний участок.

• Р аспространение ПД вдоль аксона напоминает движение пламени по бикфордову шнуру.

• Когда уровень деполяризации аксона достигает критического, начинают открываться натриевые потенциалзависимые каналы, что приводит к появлению ПД на возбуждаемом участке мембраны.

• От возбужденного участка мембраны к соседнему участку начинает течь продольный ток ионов (так как положительные заряды текут в сторону отрицательных зарядов).

• П осле того как в соседнем участке мембраны уровень деполяризации превысит критический уровень, в нем начинают открываться натриевые потенциалзависимые каналы, что приводит к генерации на этом участке нервного импульса.

• Таким способом ПД генерируется в каждом последующем участке мембраны вдоль волокна аксона и достигает, в конечном счете, аксонного окончания.

Законы распространения пд:

1. Если ПД возникает в начале аксона, то он распространяется только в одном направлении. ПД не может распространяться в обратном направлении, так как мембрана позади ПД не способна генерировать ПД.

2. Если ПД возникает не в начале аксона, то он может распространяться в оба направления

3. ПД распространяется по аксону нейрона без затухания, так как мембрана способна генерировать ПД по всей длине аксона.

4. С корость проведения ПД в среднем равна 10м/сек, но она сильно зависит от особенностей нервного волокна.

• Факторы, определяющие скорость распространения ПД:

1. Диаметр аксона: чем больше диаметр аксона, тем выше скорость распространения ПД.

2. Миелиновая оболочка: миелинизированные волокна проводят ПД намного быстрее, чем немиелинизированные, благодаря сальтаторному механизму проведения ПД.

Проведение ПД в миелинизированных волокнах

• В мякотных волокнах ПД возникает только в перехватах Ранвье. Это связано с тем, что только здесь находятся потенциалзависимые натриевые каналы.

• Расстояние между перехватами Ранвье составляет от 0.2 до 2.0 мм (чем толще волокно, тем больше расстояние).

Проведение ПД в миелинизированных волокнах

• Благодаря такому строению мякотного волокна происходит скачкообразное (сальтаторное) распространение ПД от одного перехвата до другого.

• При рассеянном склерозе наблюдается истончение миелиновой оболочки, что приводит к существенному замедлению скорости проведения возбуждения по нервным волокнам.

Проведение возбуждения в дендритах

• Мембрана дендритов и тела нейрона, как правило, не способна генерировать ПД, так как она содержит мало натриевых потенциалзависимых каналов.

• В связи с этим возбуждение по дендритам и телу происходит благодаря продольному току ионов, который происходит с затуханием амплитуды (в виде электротона).

• Исключение составляют дендриты чувствительных нейронов, по которым возбуждение распространяется в виде ПД.

• В типичном нейроне ПД может возникать только в начале аксона – аксоном холмике.

• Если деполяризация мембраны дендрита в виде электрона приводит, в конечном счете, к повышению мембранного потенциала аксонного холмика до критического уровня деполяризации, то в нем возникает ПД, который без затухания распространяется до конца аксона.

Лекция

Синапс

Синаптическая передача

Введение

• Синапс – это специализированный контакт между нейронами или между нейронами и эффекторными клетками (мышечными, железистыми), используемый для передачи сигналов.

• Понятие «синапс» было предложено английским физиологом Чарльзом Шеррингтоном в 1897 году.

• В начале XX столетия существовало две гипотезы, которые пытались объяснить механизм передачи сигнала через синапс – химическая и электрическая.

Электрическая гипотеза

• Передача сигнала происходит благодаря электрическому току, который протекает от мембраны одного нейрона к мембране другого нейрона.

• Существование электрических синапсов было доказано в 1959 году физиологами из Гарвардского университета – Фуршпаном и Поттером.

Химическая гипотеза

• Информация от одного нейрона к другому передается с помощью нейротрансмиттеров (медиаторов).

• Эта гипотеза была высказана и подтверждена австрийским физиологом Отто Леви в 1921 году.

• Было показано, что в нервной системе млекопитающих большая часть контактов между нейронами имеет химическую природу (Бернард Катц, Джон Экклз).

• Рассмотрим следующие вопросы:

1. Какие бывают синапсы и как они устроены?

2. Каким образом синтезируются медиаторы?

3. Каким образом нервный импульс вызывает высвобождение медиатора?

4. Каким образом медиатор действуют на мембрану другого нейрона?

5. Каким образом нейрон интегрирует информацию, приходящую через тысячи синапсов, имеющихся на его мембране?

Классификация синапсов

• По способу передачи сигналов

1. Электрические

2. Химические

Э лектрические синапсы

• Морфологическим субстратом электрической связи являются щелевые контакты.

• Щелевые контакты образуются коннексонами, которые дают возможность протекания электрического ионного тока между нейронами.

• Коннексоны образуются 6 специфическими белками – коннексинами.

• Два коннексона формируют один канал - щелевой контакт.

• Канал позволяет ионам напрямую проходить из цитоплазмы одного нейрона в цитоплазму другого нейрона.

• Свойства щелевых контактов:

1. И онный ток через щелевые контакты может проходить в обоих направлениях.

2. Передача сигнала происходит быстрее, чем в химических синапсах.

3. Расстояние между мембранами контактирующих нейронов меньше, чем в химических синапсах.

Значение электрических контактов.

1. Используются в тех областях мозга, где необходима высокая синхронность в активности соседних нейронов.

2. Используются на ранних стадиях эмбрионального развития для координации роста и созревания близлежащих нейронов.

3. Используются для передачи возбуждения между клетками в сердечной мышце, между глиальными клетками, клетками печени и некоторыми железистыми клетками.

Х имические синапсы

Свойства:

1. Синаптическая щель примерно в 10 раз толще, чем в электрическом синапсе.

2. Передача сигнала происходит медленнее, чем в электрических синапсах.

3. Сигнал передается только в одном направлении – от пресинаптической мембраны к постсинаптической мембране.

Механизм синаптической передачи в химических синапсах

• Передача сигнала в химических синапсах происходит с помощью нейротрансмиттеров

• Нейротрансмиттеры (медиаторы) – это химические вещества, с помощью которых передается сигнал через синапс.