Распространение потенциала действия по миелинизированным и немиелинизированным нервным волокнам. Роль миелиновой оболочки в проведении возбуждения.

Задача мембраны сомы нейрона – формировать возбуждение - ПД, а задача аксона – передача ПД к следующему нейрону или к органу-эффектору. ПД распространяется по мембране немиелинизированного волокна, как огонь по Бикфордову шнуру: возбужденный участок обеспечивает возбуждение соседнего участка мембраны. Происходит постепенное перемещение петли тока, которая возникает между + и - на мембране. Скорость распространения ПД зависит от величины диаметра и физиологического состояния волокна. Но еще больше скорость распространения ПД зависит от наличия миелиновой оболочки, которая снимает необходимость возбуждать каждую точку мембраны. В случае миелинизированного волокна распросранение происходит сальтаторно (скачкообразно), так как петли тока замыкаются по перехватам Ранвье.

Перехваты Ранвье описал Ранвье в 1871-1872 г.г. и только в 1957 году японский физиолог Тасаки выявил их функцию – обеспечение распространения ПД. В области перехвата Ранвье наблюдается скопление натриевых каналов до 10000 на 1 мкм ² и порог раздражения здесь значительно ниже. Длина перехвата Ранвье – 2 мкм, а диаметр аксона – 200 мкм. Между перехватами Ранвье – 2000 мкм.

Потенциал покоя — это результат динамического процесса.

21) Строение и функции ионных каналов. Блокатора ионных каналов. Роль натрий-калиевого насоса клетки в поддержании ПП, Na⁺K⁺АТФ-аза.

Некоторые белки насквозь пронизывают мембрану – билипидный слой, они называются ТРАНСМЕМБРАННЫЕ и именно они образуют ИОННЫЕ КАНАЛЫ.Основные ионы, участвующие в генерации электрических сигналов –K+, Na+, Ca++, Cl- - движутся через соответствующие каналы. Для каждого иона есть свой канал, и они имеют разное строение. Ионы могут проходить через канал ПАССИВНО по градиенту концентрации (от большей к меньшей) и по ЭЛЕКТРИЧЕСКОМУ ПОТЕНЦИАЛУ НА МЕМБРАНЕ КАНАЛА.

Трансмембранные, или интегративные, белки асимметрично распределены в бислое и многократно его пересекают. ПО строению – это ЗИГЗАГООБРАЗНЫЕ БЕЛКИ, которые образуют ДОМЕНЫ. Например, в натриевом канале 4 домена (РИС.). Каждый домен имеет 6 трансмембранных участков –S1-S6. Между участками S5-S6 располагается пора для входа натрия. В самом начале канала находится широкое устье, которое сужается до размеров иона селективным фильтром. Далее идет водная пора и система «ворот», которые могут открывать и закрывать канал. Кроме селективного фильтра имеется сенсоры напряжения с определенным зарядом. Следовательно натриевые каналы потенциалзависимые, т.е. вход натрия регулируется зарядом на мембране.

Количество каналов на единицу площади мембраны, и изменение состояния мембраны при прекращении работы того или иного канала изучалось с применением различных ядов. Например, если обработать нервное волокно тетраэтиламмонием, перестают работать калиевые каналы, а при действии тетродотоксина ( из рыбы фугу), перестают работать натриевые каналы и можно подсчитать их число на мембране.

Еще один тип трансмембранных белков – НАСОСЫ– переносчики веществ через мембрану против концентрационного градиента. Эти белки-насосы необходимы для переноса метаболитов – глюкозы, аминокислот и ионов для поддержания исходной разности их концентраций в клетке и окружающей среде.

Таким образом, натриевые каналы могут быть в трех состояниях: закрыты, но их можно открыть раздражением мембраны (электрическим, механическим, температурным):открыты; инактивированы, когда срабатывают инактивационные ворота и каналы невозможно открыть никаким раздражением. В этот момент клетка или волокно находятся в состоянии абсолютной рефрактерности (невозбудимости). Удлинение рефрактерного периода приводит к снижению частоты, которую может воспроизводить данное возбудимое образование. Самый длительный рефрактерный период в волокнах сердечной мышцы, что препятствует возникновению экстрасистолии при появлении патологического очага возбуждения в сердце.

Вход натрия в клетку и активно и пассивно и выход калия из клетки постепенно нарушает исходную разность концентраций. Это активирует фермент натрий-калиевую АТФ-азу, и она обеспечивает работу натрий-калиевого насоса, которые выводит из клетки 3 иона натрия против концентрационного градиента и 2 иона калия «заталкивает» в клетку также против концентрационного градиента. Таким образом, возникновение ПП и ПД не требует затраты энергии. Движущая сила заложена для этого процесса в разности концентраций и законам осмоса. Но для поддержания исходной концентрации ионов необходима энергия.

Роль движения в эволюционном развитии животных и человека. Строение и функции скелетной мышцы. Мотонейрон, как исполнительное звено соматической нервной системы. Экстрафузальные и интрафузальные мышечные волокна. Альфа-и гамма-мотонерйроны.

Ответ на раздражение может возникнуть только в результате движения. Движение обеспечивает адаптацию (адекватный ответ на различные раздражители). Двигательный аппарат обеспечивает большую возможность приспособиться, выжить.

Существует 3 вида мускулатуры: гладкая (выстилает все внутренние органы, кроме сердца), поперечно-полосатая сердечная и поперечно-полосатая скелетная. Двигательную активность обеспечивает скелетная поперечно-полосатая мышца.

Каждая мышца состоит из тысяч волокон.

Белковые нити: актиновые и миозиновые.

Сокращение скелетной мышцы — это скольжение актиновых нитей по миозиновым.

Экстрафузальные мышцы обеспечивают сокращение.

Скелетная мышца будет сокращаться, если к ней подходят сигналы (потенциалы действия) из передних рогов спинного мозга по аксонам мотонейронов. Аксон может разветвляться и иннервировать несколько экстрафузальных мышечных волокон.

Моторная единица — это несколько мышечных экстафузальных волокон, которые иннервируются одним мотонейроном.

Рефлекторная дуга (кольцо).

2. Начинается (как и любой рефлекс) с рецептора.

3. Афферентные нейроны.

4. Альфа-мотонейроны обеспечивают сокращение экстафузальных мышечных волокон.

1. Сома — диаметр 70 мкм

2. Дендриты — 7-11 мкм

3. Аксон — 12-20 мкм

4. Скорость распространения 17-20 м/с

Мышечные веретена, или рецепторы растяжения. Состоят, как правило, из 6 мышечных волокон.

Интрофузальные мышечные волокна. Если они оплетены окончанием афферентного нервного волокна, то они рецепторы.

4. Гамма-мотонейроны иннервируют интрофузальные волокна скелетной мышцы.

0. Сома — 35 мкм.

1. Дендрит 2-8 мкм

2. Скорость распространения потенциала действия — 12-48 м/с