Физиология цнс и внс
Нейрон как возбудимая клетка. Классификация нейронов, функциональные структуры нейрона. Механизм возникновения возбуждения на нейроне.
Нейрон - основная функциональная и структурная единица нервной системы; принимает сигналы, поступающие от рецепторов и др. нейронов, перерабатывает их и в форме нервных импульсов передаёт к эффекторным нервным окончаниям, контролирующим деятельность исполнительных органов (мышцы, клетки железы или др.).
Функциональные структуры нейрона:
В
каждом нейроне различают четыре различные
области: тело, дендриты, аксон и аксонные
окончания (терминали). Центр обменных
процессов в нервной клетке - ее тело
(сома),
которое содержит ядро, рибосомы,
эндоплазматический ретикулум и другие
органеллы, здесь синтезируются медиаторы
и клеточные белки. Главная функция
аксона состоит
в проведении нервных импульсов к другим
клеткам — нервным, мышечным или
секреторным. Ближе к окончанию аксон
ветвится и образует кисточку из конечных
ветвей (терминалей).
На конце каждая терминаль образует
специализированный контакт (синапс)
с нервной, мышечной или железистой
клеткой. Функция синапса заключается
в односторонней передаче информации
от клетки к клетке. Дендриты
образуются в результате древовидного
разветвления отростков нервной клетки,
отходящих от ее тела, их функция
заключается в восприятии синаптических
влияний. В активном состоянии каждая
терминаль высвобождает медиатор,
вызывающий местное изменение проницаемости
мембраны дендрита, т.е. изменение ее
электрического потенциала. Эти
возбуждающие и тормозные потенциалы
передаются к начальному сегменту аксона
(аксонному холмику), который является
зоной генерации ПД. Если мембрана
аксонного холмика деполяризуется до
критического уровня, то здесь возникают
импульсы, частота которых возрастает
пропорционально степени деполяризации.
Классификации нейронов:
По отросткам:
Псевдоуниполярные клетки
-
аксон разделяется на две ветви сразу
же после выхода из тела нейрона (в
ганглиях).
Биполярные клетки — это клетки, которые имеют один аксон и один дендрит. Они характерны для зрительной, слуховой, обонятельной сенсорных систем.
Мультиполярные клетки имеют один аксон и множество дендритов. К такому типу нейронов принадлежит большинство нейронов ЦНС.
Униполярные (без дендритов) только в процессе эмбриогенеза!!!!
По форме тела:
По выполняемым функциям:
Чувствительные (афферентные), вставочные (не выходят за пределы ЦНС) и двигательные (эфферентные).
2.Медиаторы, их синтез, секреция, взаимодействие с рецепторами
Медиаторы– это группа химических веществ, которая принимает участие в передаче возбуждения или торможения в химических синапсах с пресинаптической на постсинаптическую мембрану.
В зависимости от их природы делятся на следующие группы:
моноамины (ацетилхолин, дофамин, норадреналин, серотонин),
аминокислоты (гамма-аминомасляная кислота — ГАМК, глутаминовая кислота, глицин и др.)
нейропептиды (вещество Р, эндорфины, нейротензин, ангиотензин, вазопрессин, соматостатин и др.).
Синтез: Медиатор находится в пузырьках пресинаптического утолщения, куда он может поступать либо из центральной области нейрона с помощью аксонального транспорта, либо за счет обратного захвата медиатора из синаптической щели. Он может также синтезироваться в синаптических терминалях из продуктов его расщепления.
Секреция: когда к окончанию аксона приходит ПД и пресинаптическая мембрана деполяризуется, ионы кальция начинают поступать из внеклеточной жидкости внутрь нервного окончания. Кальций активирует перемещение синаптических пузырьков к пресинаптической мембране, где они разрушаются с выходом медиатора в синаптическую щель.
Взаимодействие с рецепторами: в возбуждающих синапсах медиатор диффундирует в щели путем экзоцитоза и связывается с рецепторами постсинаптической мембраны, что приводит к открытию каналов для ионов натрия, а следовательно, к ее деполяризации — возникновению возбуждающего постсинаптического потенциала (ВПСП). Между деполяризованной мембраной и соседними с ней участками возникают местные токи. Если они деполяризуют мембрану до критического уровня, то в ней возникает потенциал действия. В тормозных синапсах медиатор (например, глицин) аналогичным образом взаимодействует с рецепторами постсинаптической мембраны, но открывает в ней калиевые и/или хлорные каналы, что вызывает переход ионов по концентрационному градиенту: калия из клетки, а хлора — внутрь клетки. Это приводит к гиперполяризации постсинаптической мембраны — возникновению тормозного постсинаптического потенциала (ТПСП).
Рецепторы, взаимодействующие с АХ, называются холинорецепторами. В функциональном отношении они разделяются на две группы: М - и Н-холинорецепторы. В синапсах скелетных мышц присутствуют только Н-холинорецепторы, тогда как в мышцах внутренних органов – преимущественно М-холинорецепторы.
Рецепторы, взаимодействующие с НА, называются адренорецепторами. В функциональном отношении они делятся на альфа- и бета-адренорецепторы. В постсинаптической мембране гладкомышечных клеток внутренних органов и кровеносных сосудов часто соседствуют оба вида адренорецепторов. Действие НА является деполяризующим, если он взаимодействует с альфа-адренорецепторами (сокращение мышечной оболочки стенок кровеносных сосудов или кишечника), или тормозным – при взаимодействии с бета-адренорецепторами (их расслабление).
3.Строение и классификация синапсов. Механизм передачи возбуждения в синапсах (электрических и химических). Ионные механизмы постсинаптических потенциалов.
Синапсом называется функциональное соединение между нервной клеткой и другими клетками. Синапсы — это те участки, где нервные импульсы могут влиять на деятельность постсинаптическои клетки, возбуждая или тормозя ее. Существуют две разновидности синапсов: электрические и химические. В химическом синапсе выделяется медиатор, генерирующий потенциалы на постсинаптическои мембране, а в электрическом от пресинаптического нейрона к постсинаптическому идет электрический ток.
Электрические синапсы
Этим синапсам свойственны очень узкая синаптическая щель и очень низкое удельное сопротивление пре- и постсинаптиче- ских мембран, что обеспечивает прохождение локальных электрических токов. Низкое сопротивление связано с наличием каналов, пересекающих обе мембраны, т.е. идущих из клетки в клетку
(щелевой контакт). Каналы образуются белковыми молекулами контактирующих мембран, которые соединяются комплементар-но. Ток, вызванный пресинаптическим потенциалом действия, раздражает постсинаптическую мембрану, где возникает ВПСП, а затем и потенциал действия. Электрические синапсы формируются, как правило, между клетками одного типа (например, между клетками сердечной мышцы).
Химические синапсы
Химические синапсы можно классифицировать по их местоположению и принадлежности соответствующим структурам:
периферические (нервно-мышечные, нейросекреторные, рецепторно-нейрональные);
центральные (аксосоматические, аксодендритные, аксоаксональные, соматодендритные, соматосоматические);
по знаку их действия —
возбуждающие
тормозящие;
по медиатору, который осуществляет передачу
холинергические, адренергические, серотонинергические, глицинергические и т.д.
С
инапс
состоит из трех основных элементов:
пресинаптической мембраны, постсинаптической
мембраны и синаптической щели. Особенностью
постсинаптической мембраны является
наличие в ней специальных рецепторов,
чувствительных к определенному медиатору,
и наличие хемозависимых ионных каналов.
Возбуждение передается с помощью
медиаторов (посредников).
Предыдущий вопрос!!!!! Медиатор находится в пузырьках пресинаптического утолщения, куда он может поступать либо из центральной области нейрона с помощью аксонального транспорта, либо за счет обратного захвата медиатора из синаптической щели. Он может также синтезироваться в синаптических терминалях из продуктов его расщепле-ния. Когда к окончанию аксона приходит ПД и пресинаптическая мембрана деполяризуется, ионы кальция начинают поступать из внеклеточной жидкости внутрь нервного окончания. Кальций активирует перемещение синаптических пузырьков к пресинаптической мембране, где они разрушаются с выходом медиатора в синаптическую щель. В возбуждающих синапсах медиатор диффундирует в щели и связывается с рецепторами постсинаптической мембраны, что приводит к открытию каналов для ионов натрия, а следовательно, к ее деполяризации —
возникновению возбуждающего постсинаптического потенциала (ВПСП). Между деполяризованной мембраной и соседними с ней участками возникают местные токи. Если они деполяризуют
мембрану до критического уровня, то в ней возникает потенциал действия. В тормозных синапсах медиатор (например, глицин) аналогичным образом взаимодействует с рецепторами постсинаптической мембраны, но открывает в ней калиевые и/или хлорные каналы, что вызывает переход ионов по концентрационному градиенту: калия из клетки, а хлора — внутрь клетки. Это приводит к гиперполяризации постсинаптической мембраны — возникновению тормозного постсинаптического потенциала (ТПСП).
Один и тот же медиатор может связываться не с одним, а с несколькими различными рецепторами. Так, ацетилхолин в нервно-мышечных синапсах скелетных мышц взаимодействует с Н-холинорецепторами, которые открывают каналы для натрия, что вызывает ВПСП, а в вагосердечных синапсах он действует на М-холинорецепторы, открывающие каналы для ионов калия (генерируется ТПСП). Следовательно, возбуждающий или тормозной характер действия медиатора определяется свойствами постсинаптической ме мембраны (видом рецептора), а не самого медиатора.
Кроме нейромедиаторов, пресинаптические окончания выделяют вещества, которые не участвуют непосредственно в передаче сигнала и играют роль нейромодуляторов эффектов сигнала. Модуляция осуществляется влиянием либо на выделение медиатора, либо на его связывание рецепторами постсинаптического нейрона, а также на реакцию этого нейрона на медиаторы. Функцию классических медиаторов выполняют амины и аминокислоты, функцию нейромодуляторов — нейропептиды. Медиаторы
синтезируются в основном в терминалях аксона, нейропептиды образуются в теле нейрона путем синтеза белков, от которых они отщепляются под влиянием протеаз.
Синапсы с химической передачей возбуждения обладают рядом общих свойств: возбуждение через синапсы проводится только в одном направлении, что обусловлено строением синапса (медиатор выделяется только из пресинаптической мембраны и взаимодействует с рецепторами постсинаптической мембраны); передача возбуждения через синапсы осуществляется медленнее,чем по нервному волокну (синаптическая задержка); синапсы обладают низкой лабильностью и высокой утомляемостью, а также высокой чувствительностью к химическим (в том числе и к фармакологическим) веществам; в синапсах происходит трансформация ритма возбуждения.
4. Рефлекторный принцип деятельности нервной системы (Р.Декарт, Г.Прохазка, И.М.Сеченов, И.П.Павлов, П.К.Анохин). Рефлекторная дуга. Обратная афферентация, ее значение.
Основной формой деятельности ЦНС является рефлекс. Рефлекс — это ответная реакция организма на раздражение рецепторов, осуществляемая при участии ЦНС.
Рене Декарт в XVII веке открыл рефлекторный принцип нервной деятельности.
Положение о рефлекторной деятельности мозга высказано И. М. Сеченовым в его книге «Рефлексы головного мозга».
И. П. Павлов открыл условные рефлексы и установил, что они являются основой высшей нервной деятельности животных.
П. К. Анохин создал теорию функциональных систем, написал множество работ, касающихся физиологии рефлексов, ВНД.
П
ростая
рефлекторная дуга состоит
из двух нейронов - центростремительного
(чувствительного) и центробежного
(двигательного)-коленный рефлекс.
Сложная рефлекторная дуга состоит из трех нейронов: между двумя нейронами - центростремительным и центробежным - включается еще один нейрон - вставочный (контактный, или промежуточный).
В любой рефлекторной дуге выделяют пять звеньев:
рецептор;
чувствительное волокно, проводящее нервный импульс к центральной части нервной системы (чувствительный или центростремительный путь);
нервный центр, в котором происходит переключение возбуждения с чувствительных клеток на двигательные;
двигательное волокно, передающие нервные импульсы на периферию (двигательный путь);
действующий орган – мышца или железа.
Обратная афферентация
Живой организм, как любая саморегулирующаяся система, работает по принципу обратной связи. Афферентные импульсы, осуществляющие обратную связь, либо усиливаются и уточняют реакцию, если она не достигла цели, либо прекращают ее. Таким образом, рефлекс заканчивается по достижении результата.
5,6.Торможение в ЦНС, его значение для организма. Сеченовское торможение. Современные представления о механизме пресинаптического торможения. Торможение в ЦНС, его значение для организма. Постсинаптическое торможение, его механизмы и виды.
1863г.- И.М. Сеченов – явления подавления активности спинного мозга при раздражении структур среднего мозга
Торможение в ЦНС — это активный процесс, проявляющийся в подавлении или ослаблении возбуждения.
Торможение – влияние пресинаптического нейрона, предотвращающее или прекращающее возбуждение постсинаптического нейрона.
Роль торможения в ЦНС
факторы обеспечения координационной деятельности ЦНС (судороги при недостаточности Т.),
охранительная роль (недостаточность Т. – истощение медиатора и прекращение деятельности НС),
обработка информации, выделение наиболее существенных сигналов, отсеивание менее значимой информации.
Классификация центрального торможения
Торможение в ЦНС можно классифицировать по различным признакам:
по электрическому состоянию мембраны - деполяризационное и гиперполяризационное;
по отношению к синапсу - пресинаптическое и постсинаптическое;
по нейрональной организации - поступательное, латеральное (боковое), возвратное, реципрокное.
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 передается на другой нейрон.
Пресинаптическое торможение осуществляется ГАМК-ергическими нейронами через ГАМК-1 рецепторы (Связано с открытием каналов для Cl)
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.
Постсинаптическое торможение осуществляется ГАМК- глицинергическими нейронами через ГАМК-1(Cl) ГАМК-2(K+) глицин-рецепторы( Cl)
Нейрональная классификация