Микролекция 2.2

Тема: «Особенности морфологической характеристики человека. Физиология нервной, эпителиальной и мышечной тканей.

Общие принципы структурирования человека».

I. Свойства и функциональные особенности соединительной, мышечной и нервной ткани.

Все живые ткани способны реагировать на различного рода воздействия и изменять под их влиянием свою текущую функциональную активность. Степень функциональной активности ткани различна и зависит от вида ткани и силы внешнего раздражителя. Наиболее яркая ответная реакция на раздражителя наблюдается со стороны нервной и мышечной ткани, менее выражена она в эпителиальной и соединительной ткани. В основе ответных реакций ткани лежат свойства клеток и тканей организма. На основе свойств тканей формируются их функции. Рассмотрим функциональные характеристики тканей в виде таблицы №1.

Анализируя таблицу, видим, что нервная и мышечная ткань являются наиболее близкими по своим свойствам ткани. Они объединяются общим понятием - возбудимые ткани, то есть ткани, характеризующиеся высокой биоэлектрической способностью. Каковы физиологические характеристики возбудимых тканей, клеток, механизмы их функционирования? Рассмотрим это на основе свойств и функций клеток нервной ткани – нейронов, мышечной ткани – миоцитов.

II. Физиологическая характеристика возбудимых тканей основывается на свойствах клеток данных тканей:

- Возбудимость – свойство клеток и тканей отвечать на воздействия раздражителей специфической реакцией – возбуждением.

- Проводимость – свойство клеток и тканей проводить электрические импульсы.

- Рефрактерность – временное снижение возбудимости клетки, находящейся в состоянии возбуждения, т.е. свойство возбудимой ткани не реагировать на пороговые раздражители.

- Лабильность – или функциональная подвижность ткани – это свойство возбудимых тканей генерировать за единицу времени различного количества электрических импульсов.

Для мышечной ткани специфическим свойством является сократимость –способность изменять длину или степень напряжения.

На основании данных свойств возбудимые ткани могут постоянно изменять свое функциональное состояние, переходя из состояния покоя в состояние возбуждения.

Под возбуждением понимают активный физиологический процесс, который возникает в ткани под действием раздражителей, характеризующийся биохимическими и биоэлектрическим изменениями.

Любое возбуждение проявляется общими и специфическими свойствами.

Общими: изменением обмена веществ, выделением тепловой энергии, изменением биоэлектрических явлений.

Специфическими: сокращением, секрецией биологически активных веществ, проведение нервного импульса.

Пусковым моментом в процессе перехода клеток и ткани в состояние возбуждения является воздействие раздражителя.

Раздражитель – это фактор, способный вызывать ответную реакцию возбудимых тканей.

Задание: используя учебник «Физиология» записать и выучить классификацию раздражителей. Дать определение специфически (адекватных) и неспецифических; пороговых; подпороговых и надпороговых раздражителей.

В основе процесса возбуждения лежат биоэлектрические явления в клетке возбудимых тканей. Липидная часть мембраны приблизительно одинакова для клеток всех типов. В структуру фосфолипидных слоев встроены белки, которые для мембран специфичны и являются отличительным элементом мембран друг от друга. Мембранные белки всех клеток разделят на 5 классов: насосы, каналы, рецепторы, ферменты и структурные белки. Насосы расходуют метаболическую энергию для перемещения ионов и молекул против градиентов концентрации и поддерживают необходимые концентрации этих молекул в клетке.

Поскольку заряженные молекулы не могут пройти через сам двойной липоидный слой, клетки приобрели в процессе эволюции белковые каналы. Обеспечивающие избирательные пути для диффузии специфических ионов. Клеточные мембраны должны узнавать и прикреплять многие типы молекул. Эти функции выполняют рецепторные белки, которые представляют собой центры связывания, обладающие высокой специфичностью и сродством. Ферменты, размещающиеся внутри мембраны или на ней. Чем облегчается протекание химических реакций у мембранной поверхности. Наконец, структурные белки обеспечивают соединение клеток в органы и поддержание субклеточной структуры. Эти 5 классов мембранных белков не обязательно взаимно исключают друг друга. Так, например, тот или иной белок может быть одновременно и рецептором, и ферментом, и насосом.

Такая сложность строения мембраны, обеспечивает поддержание внутри клеточного гомеостаза, заметно отличающегося по составу межклеточной жидкости. Особенно выражены различия в концентрациях ионов натрия и калия. Натрия и хлора способны проникать через поры мембраны, поэтому для поддержания определенного уровня их в клетке ионный натриево-каливых насос откачивает натрий из клетки. Активатором насоса является АТФ. Поэтому внутри клетки создается повышенная концентрация анионов, представленных остатками аминокислот и других молекул. Не подходящих через мембрану, катионом Калием (К+). В тканевой жидкости в основном анионы хлора (Cl-) и катионы натрия (Na+).

В связи с этим в клетке накапливается значительный избыток отрицательных зарядов, а за счет натриевого насоса снаружи накапливаются катионы Na+. При этом наружная поверхность мембраны клетки заряжается электроположительно, а внутренняя - электроотрицательно. Как результат создается разность потенциалов от -40 до -90МВ, которая называется потенциалом покоя или мембранным потенциалом.

При данном потенциале клетка и ткани находятся в состоянии покоя, высоко возбу-

димы, поляризованы, отсутствует рефрактерность.

Воздействие на клетки и ткани раздражителей химической природы или электрических ведет к разному изменению проницаемости мембраны для натрия путем открытия натриевых каналов. Это ведет к лавинообразному поступлению внутрь клетки ионов натрия и менее быстрый выход из клетки ионов калия. Этот приток катионов в клетку ведет к деполяризации мембраны, т.е. смены зарядов на противоположные. Суммарный поток ионов оказывается направленным внутрь клетки. С этого момента потенциал покоя перерастает в волновой потенциал действия, что приводит к переходу клетки из состояния покоя в состояние возбуждения с формированием ответных реакций, потенциала действия

и развитием рефрактерности. Потенциал действия является информативным показателем жизнедеятельности клетки. Для ряда органов он приобрел характерные параметры, имеющие диагностическое значение: ЭКГ для сердца и ЭЭГ для головного мозга.

Данная теория формирования потенциала действия за счет перекачки ионов Na+ и К+ и изменениях их концентраций на обе стороны мембраны, получила название мембранной.

Мембранная теория объясняет и изменение возбудимости при переходе клетки в состояние возбуждения. В соответствии с положениями мембранной теории возникновение потенциала действия объясняется тем, что при достижении деполяризации мембраны порогового уровня, мембрана увеличивает проницаемость Na+ в десятки и даже сотни раз. Это ведет к резкому повышению концентрации их в цитоплазме клетки. Это приводит к нейтрализации заряда мембраны, а дальнейшее поступление ионов натрия приводит к приобретению внутренней поверхностью мембраны положительного заряда – инверсия потенциала мембраны.

Во время быстрой деполяризации и инверсии заряда мембраны возбуждаемой клетки она снижает свою возбудимость и не способна реагировать на действие даже сверхпороговых раздражителей. Этот период носит название абсолютной рефрактерности или полной невозбудимости.

На фоне пика возбуждения начинается процесс реполяризации, то есть восстановление исходного уровня мембранного потенциала. Он осуществляется за счет резкого снижения натриевой проницаемости и активного переноса ионов натрия из цитоплазмы клетки в окружающую среду за счет натриево-каливых насосов. На этом фоне повышается проницаемость мембраны для ионов калия и поток их наружу увеличивается.

В процессе реполяризации происходит восстановление возбудимости. Период, когда происходит восстановление возбудимости и структура приобретает способность реагировать на сверхпороговые раздражители, называется фазой относительной рефрактерности.

Считают, что потенциал действия является основой процесса, распространяющего возбуждения и ему присущи основные свойства:

А) возникает при действии пороговых и сверхпороговых раздражителей на фоне деполяризации, достигшей критического уровня (порогового);

Б) имеет четкий порог возникновения и подчиняется закону «все или ничего»;

В) Распространяется от места возникновения в виде волны возбуждения, без затухания и со значительной скоростью 140м/сек.

Г) не способны к суммации.

После образования потенциала действия обычно происходит сравнительно медленное восстановление мембранного потенциала до исходного уровня, и при этом регистрируются следовые реакции, выражающиеся в следовой деполяризации и следовой гиперполяризации. Во время следовой деполяризации возбудимость структуры повышена, т.к. уровень мембранного потенциала выше исходного и необходима меньшая сила раздражителя, чтобы сместить мембранный потенциал до уровня пороговой критической деполяризации. При этом наблюдается супернормальная возбудимость или экзальтация.

Следовая гиперполяризация уменьшает возбудимость структур, и возбудимость становится супернормальной.

Таким образом, одиночный цикл возбуждения имеет фазный характер, причем каждой фазе этого цикла соответствует строго определенная степень возбудимости (рис.№2).

Проводимость является специфическим свойством нервной ткани. Проведение импульсов зависит от диаметра гистологических особенностей строения нервного волокна. Обязательным условием для проведения возбуждения является морфологическая и функциональная целостность мембраны нейрона.

В нервных волокнах, покрытых миелиновой оболочкой, потенциал действия распространяется очень быстро вследствие того, что возбуждение возникает только в перехватах Ранвье, т.е. в участках нервного волокна, не покрытого миелиновой оболочкой, и как бы «перепрыгивает» от одного перехвата к другому. Это называется скачкообразный или сальторный способ передачи возбуждения. В состоянии покоя наружняя поверхность всех перехватов Ранвье заряжено электронно-положительно и между соединениями перехватами нет, разноси потенциалов. При воздействии раздражителя на один из перехватов Ранвье, там возникает возбуждение, и перехват становится электроотрицательным по отношению к соседним невозбужденным перехватам. В результате этого процесса между перехватами Ранвье возникает разность потенциалов. Это приводит к тому, что от положительно заряженного перехвата Ранвье к отрицательно заряженному перехвату усилится поток положительных ионов. Это приводит к смене положительного заряда на отрицательный на поверхности положительно заряженного перехвата, т.е. возникает деполяризация, которая приводит к формированию потенциала действия.

Таким образом, перехват Ранвье, находящийся в состоянии покоя, переходит в состояние возбуждения и способен возбудить соседний с ним перехват.

«перепрыгивание» потенциала действия от одного перехвата к другому возможно только при большой го амплитуде. Исследованиями показано, что амплитуда потенциала действия в одном перехвате в 5-10 раз больше той(пороговой), которая необходима для возбуждения соседнего перехвата. Отношение амплитуды потенциала действия к его пороговой величине называется фактором надежности или гарантийность в проведении возбуждения.

Потенциал действия, возникающий в одном перехвате, способен вызывать возбуждение не только в лежащем рядом, но и в соседних 2-3 перехватах. Это создает гарантию проведения возбуждения по волокну, даже если 1-2 рядом лежащих перехвата повреждены.

Скорость проведения импульсов по нервным волокнам связана с механизмом его распространения. Возбуждение по мякотному волокну проводится с большой скоростью, без затухания. Интенсивность его одинакова в любом участке волокна. Расход энергии при этом невелик.

По безмякотным нервным волокнам возбуждение распространяется медленно и сопровождается большим расходом энергии. Это объясняется тем, что ионные процессы, вызывающие деполяризацию мембраны и возникновение потенциала действия. Проходят в безмякотным волокне на каждом соседнем участке нервного волокна.

Торможение существует на ряду с возбуждением и представляет собой одну из форм деятельности нейрона. Торможением называют особый нервный процесс, выражающийся в уменьшении или полном отсутствии ответной реакции на раздражителя.

При работе ткани и органы могут подвергаться процессу утомления. Под утомлением понимать временное понижение работоспособности клетки, органа или организма, которое возникает в результате работы и исчезает после отдыха. Это основывается на свойстве клеток и тканей снимать чувствительность на воздействующие раздражители - т.е. утомляемости.

Процессы раздражения и утомления связаны с особенностями функционирования синапсов. Синапс – это специализированная структура, обеспечивающая передачу нервного импульса с нервного волокна на какую-нибудь клетку, а так же с рецепторной клетки на нервное волокно.

Синапс состоит из присиноптического и постсинаптического отделов, между которыми имеется небольшое пространство, получившее название Синаптической щели. Присинаптический отдел синапса представлен конечной веточкой аксона, которая формирует синаптическую бляшку. Внутри бляшки содержится большое количество митохондрий и пузырьков, которых содержится вещество, способствующее передачи возбуждения с одного нейрона на другой, которое называется медиатр.

Пузырьки концентрируются в области кресинаптической мембраны, участку бляшки прилежащей к Синаптической щели.

Постсинаптический отдел синапса образуется мембранной сомы клеткой или её отростков, а в концевой пластине – мембраной мышечного волокна.

Постсинаптическая и пресинаптическая мембраны имеют свои особенности строения, связанные с передачей возбуждения.

Механизм деятельности синапса рассмотрим на примере функционирования концевой пластинки. Концевая пластинка является химическим синапсом, т.к. передача информации (возбуждения) осуществляется по средствам химического вещества - медиатора.

В данном случае медиатором является – ацетилхолин. При поступлении импульса по аксону к Синаптической бляшке происходит процесс её возбуждения. Результатом этого является усиленное образование ацетилхолина и разрыв пузырьков. Образующийся ацитил-холил из лопнувших пузырьков в большом количестве поступает в синаптическую щель. Воздействию ацитил-хлорина способствуют ионы Ca+.

Выделившийся ацитилхлорином диффундирует к постсинаптической мембране и действует на рецепторы мембраны, чувствительные к нему – холинорецепторы, вызывая возбуждение в постсинаптической мембране в результате её деполяризации с последующим формированием потенциала действия мышечного волокна. Результатом является мышечное сокращение.

Современный человек в системе организмов принадлежит к типу хордовых, подтипу позвоночных, классу млекопитающих, отряду приматов, семейству людей, роду человек, виду - человек разумный (Homo sapiens). Тело человека в общих чертах сохраняет строение, свойственное всем позвоночным: двуполярность, двусторонняя симметрия, наличие осевого скелета, парных органов.

1. Общие принципы структурирования человека

Для определения проекции границ органов (сердце, лёгкие, плевра, печень и др.) на поверхности тела условно проводят вертикальные линии, сориентированные вдоль тела человека:

1. Передняя срединная линия - проходит по передней поверхности тела человека на границе между правой и левой половинами, т. е. вдоль грудины.

2. Задняя срединная линия - идёт вдоль позвоночного столба над остистыми отростками позвонков.

3. Грудинные (стернальные) правая и левая - идут по краю грудины.

4. Окологрудинные (парастернальные линии) правая и левая - идут вдоль грудины, на 1 см отстоит от края грудины.

5. Среднеключичные (медиоклавикулярные линии) правая и левая проходят через середину ключицы.

6. Передние подмышечные линии правая и левая - начинают от одноимённых складок в области подмышечных ямок и идут вдоль тела человека.

7. Срединные подмышечные линии левая и правая начинаются от самой глубокой точки

подмышечных ямок.

8. Задние подмышечные линии левая и правая - начинаются от одноимённых складок и идут вдоль тела человека.

9. Лопаточные линии (скапулярные) левые и правые - проходят вдоль тела человека через нижние углы лопаток.

10. Околопозвоночные (паравертебральные) линии левая и правая - проходят вдоль позвоночного столба по концам поперечных отростков.

Типы телосложения:Телосложение определяется наследственными факторами влиянием внешней среды. Выделяют три типа телосложения человека:

1. Мезоморфный (нормостенический)- срединный, при котором параметры строения человека приближается к усреднённым величинам нормы.

2. Брахиморфный (гиперстенический)- характеризуется преобладанием поперечных размеров, упитанностью, не высоким ростом, сердце расположено поперечно, из-за высокого расположения диафрагмы, лёгкие укорочены.

3. Долихоморфный (астенический)- характеризуется преобладанием продольных размеров, удлинёнными конечностями, слабым развитием мышц и подкожно-жировой клетчатки, узкими костями. Внутренности и диафрагма опущена, лёгкие длинные, и сердце располагается почти вертикально.

Нормальная анатомия рассматривает структуру тела человека и его частей при вертикальном положении с опущенными верхними конечностями, обращенными ладонями вперёд (супинация). В теле человека различают: голову (caput), шею (collum), туловище (truncus), верхние конечности (membra inferiores). На туловище выделяют два конца: черепной или краниальной, хвостовой или каудальный, и четыре поверхности - переднюю или вентральную (брюшную), заднюю или дорзальную (спинную), две боковых: правая и левая латеральные (lateralis dextra et sinistra). На конечностях определяют по отношению к туловищу два конца: проксимальный, т. е. более близкий и дистальный - более отдалённый.

В головной части выделяют два отдела: лицевой и мозговой.

В частях тела и органах, имеющих полости выделяют дополнительно наружную и внутреннюю поверхности. Основные части тела человека имеют полости, в которых располагаются внутренние органы или заполненные жидкостью. Основы строения представлены в таблице №3.

С целью изучения топографии (местоположения) органов и систем, их границ, структуры выделяют три взаимно перпендикулярные плоскости:

1. Сагиттальная(срединная, медиальная) идёт вертикально в переднее – заднем направлении, разделяя тело человека на правую и левую части. Органы и поверхности, прилежащие или направленные к сагиттальной плоскости называют медиальными или срединными.

2. Фронтальная- вертикальная плоскость, перпендикулярная сигнальной и разделяющая

тело человек на переднюю и заднюю части (anterior et posterior).

3. Горизонтальнаяплоскость располагается перпендикулярно двум предыдущим плоскостям и отделяет верхнюю (superior) от нижней (inferior) частей тела.

Все три плоскости могут быть проведены через любую точку тела человека в разном количестве. Соответственно плоскостям можно выделить направления (оси), которые позволяют ориентировать органы относительно положения тела и определять виды движения в суставах.

Вертикальная ось - направлена вдоль тела стоящего человека и является местом пересечения сигнальной и фронтальной плоскостей. По этой оси располагаются позвоночный столб и лежащие вдоль него органы (спинной мозг, нисходящая аорта, пищевод и др.). По вертикальной оси могут совершаться вращательные движения в суставах. Она совпадает с продольной осью, которая также сориентирована вдоль тела человека.

Фронтальная (поперечная) ось- образуется при пересечении фронтальной и горизонтальной плоскости и сориентирована справа налево или слева направо.

Сагиттальная ось - располагается в передне - заднем направлении и формируется пересечением сагиттальной и горизонтальной плоскостей.

Г О Л О В А	Лицевой отдел П О - носовая Л - ротовая О - верхнечелюстные пазухи С - лобные пазухи Т И Мозговой отдел П - мозговая О - пазуха клиновидной кости Л - ячейки решётчатой кости О - барабанная и лабиринтная С - височной кости Т И
Т У Л О В И Щ Е	П – передняя (вентральная) О В – задняя Е Р – боковая ( латеральная левая и правая) Х Н – наружная О О Б – грудь С – внутренняя Л – спина Т А – живот И С – таз Т И П О Л – грудная О – брюшная С – малого таза Т – тазовая И – большого таза
В Е Р Х Н И Е К О Н Е Ч Н О С Т И	Пояс верхних конечностей   В передняя поверхность Е задняя поверхность Р плечо медиальная поверхность Х латеральная поверхность Н И Е     С передняя поверхность В предплечье задняя поверхность О Б запястье О пястье тыльная Д кисть части фаланги поверхности Н пальцы ладонная Ы Е
Н И Ж Н И Е	С В пояс нижних конечностей О передняя Б бедро задняя О поверхность латеральная Д медиальная Н голень предплюсна тыльная Ы плюсна поверхности Е стопа фаланги пальцев подошвенная

С целью самоконтроля знаний решите предлагаемые тесты:

Вопрос 1.Вопрос 6.

Части тела человека: Расположение структур тела

а. Голова, верхние конечности, человека ближе к срединной

шея, туловище, спина, нижние плоскости:

конечности а. Верхний

б. Голова, шея, туловище, б. Передний

спина, конечности в. Дистальный

в. Голова, шея, туловище, г. Проксимальный

конечности д. Медиальный

Вопрос 2.Вопрос 7.

Укажите отделы нижней конечности: Горизонтальная плоскость

а. Бедро, голень, предплюсна, стопа делит тело человека на части:

б. Бедро, колено, голень, предплюсна, а. Переднюю

стопа б. Нижнюю

в. Бедро, голень, стопа в. Заднюю

г. Верхнюю

Вопрос 3. Вопрос 8.

Области лицевого отдела головы Полости тела человека, в

а. Теменная, затылочная, которых расположены органы

височная, основная а. Позвоночный канал

б. Носовая, скуловая б. Череп

в. Глазничная, подглазничная в. Полость малого таза

г. Лобная, теменная, г. Брюшная полость

затылочная, височная, лицевая д. Грудная полость

Вопрос 4.Вопрос 9.

Области задней поверхности Расположение структур тела

туловища: человека далеко от места

отхождения конечностей

а. Лопаточная от туловища

б. Ничего из вышеперечисленного а. Латеральный

в. Подлопаточная б. Дистальный

г. Позвоночная в. Передний

г. Задний

д. Нижний

Вопрос 5.Вопрос 10.

Расположение структур тела Области мозгового отдела головы

человека ближе к задней а. Лобная, теменная, лицевая

поверхности туловища: затылочная височная

а. Задний б. Теменная, затылочная, б.Латеральный височная, основная

в. Дистальный в. Лобная, теменная,

затылочная, височная

г. Нижний

д. Передний

Вопрос 11.Вопрос 16.

Фронтальная плоскость делит Расположение структур тела

тело человека на части: человека ближе к нижнему концу

а. Заднюю тела:

б. Правую а. Задний

в. Левую б. Латеральный

г. Переднюю в. Нижний

г. Передний

д. Дистальный

Вопрос 12.Вопрос 17.

Расположение структур тела Отделы верхней конечности:

человека ближе к передней а. Плечо, предплечье, запястье,

поверхности тела: кисть

а. Передний б. Плечо, предплечье, кисть

б. Проксимальный в. Предплечье, запястье, кисть

в. Дистальный

г. Верхний

д. Медиальный

Вопрос 13.Вопрос 18.

Расположение структур тела Отделы туловища:

человека ближе к верхнему концу тела: а. Грудь, живот

а. Дистальный б. Живот, грудь

б. Проксимальный в. Грудь, живот, спина

в. Передний

г. Медиальный

д. Верхний

Вопрос 14.Вопрос 19.

Полости тела человека, Расположение структур тела сообщающиеся с внешней средой: человека дальше от срединной

а. Брюшная плоскости:

б. Грудная а. Передний

в. Барабанная б. Дистальный

в. Нижний

г. Латеральный

д. Задний

Вопрос 15.Вопрос 20.

Отделы головы: Сагиттальная плоскость делит

а. Крыша черепа, мозговой череп, тело человека на части:

затылочная часть, лицевой череп а. Переднюю

б. Крыша черепа, мозговой череп, б. Левую

лицевой череп в. Заднюю

в. Мозговой череп, лицевой череп г. Правую

Вопрос 21.Вопрос 26.

Сократительным аппаратом Возбуждение от тела нейрона

мышечной ткани является: проводиться:

а. Нейрофибрилла а. По аксону

б. Миофибрилла б. По дендриту

в. Миоцит в. По эффектору

г. Мышечное волокно г. По рецептору

Вопрос 22. Вопрос 27.

Структурно-функциональной Пузырьки с синоптическим

единицей сердечной мышечной медиатором расположены в :

ткани является: а. Постсинаптической

мембране

а. Кардиомиоцит б. Окончании аксона

б. Мышечное волокно в. Окончании дендрита

в. Миофибрилла г. Синаптической щели

г. Миоцит

Вопрос 23. Вопрос 28.

Строму паренхиматозных Структурно-функциональной

органов образует ткань: единицей скелетной мышечной

а. Жировая ткани является:

б. Ретикулярная а. Миоцит

в. Эпителиальная б. Кардиомиоцит

г. Мышечная в. Миофибрилла

д. Симпласт

Вопрос 24.Вопрос 29.

Костеобразующую функцию Пресинаптической является выполняют клетки: мембрана:

а. Остеобласты а. Аксона

б. Хондроциты б. Миоцита

в. Остеоциты в. Дендрита

г. Остеокласты г. Нейрона

Вопрос 25.Вопрос 30.

Фагоцитарную функцию в Внутреннюю среду организма

нервной ткани выполняют клетки: от внешней среды отделяет

ткань:

а. Микроглии а. Нервная

б. Макроглии б. Мышечная

в. Нейроны в. Эпителиальная

г. Фибробласты г. Соединительная

Вопрос 31.

Структурно-функциональной единицей

гладкой мышечной ткани является:

а. Миофибрилла

б. Кардиомиоцит

в. Мышечное волокно

г. Миоцит