Учение о клетке и тканях. Опорно-двигательный аппарат. Гомеостаз

Возбудимость – это способность ряда тканей (нервной, мышечной, железистой) отвечать на раздражение генерацией процесса возбуждения.

Возбуждение – это сложный физиологический процесс временной деполяризации мембраны клеток, который проявляется специализированной реакцией ткани (проведение нервного импульса, сокращение мышцы, отделение секрета железой и т.д.)

Возбудимые ткани - нервная, мышечная и железистая.

Порог раздражения – минимальная сила раздражителя, которая вызывает возбуждение ткани.

Хронаксия – минимальное время, в течение которого должен действовать раздражитель, по силе равный двум пороговым, чтобы вызвать в ткани возбуждение.

Раздрожитель – это фактор внутренней или внешней среды, который может вызвать ответную реакцию возбудимой ткани.

Классификации:

1. По происхождению:

-физические(механические, электрические, температурные, звуковые, световые);

-химические (щелочи, кислоты и др. химические вещества);

-биологические (вирусы, насекомые и другие биологические вещества).

2.  По биологическому признаку

-адекватные (например, свет для фоторецепторов; нервный импульс для мышц)

-неадекватные (сокращение мышцы под влиянием механического, электрического, теплового раздражений)

3. По силе

-пороговые;

-надпороговые;

-подпороговые.

2.Строение мякотных и безмякотных нервных волокон, механизмы и законы проведения возбуждения по ним. Изобразить в виде схемы механизма проведения возбуждения.

Нервные волокна - это отростки нервных клеток. Их функция – проведение нервных импульсов.  По морфологическому признаку волокна делятся на: миелиновые (мякотные) и безмиелиновые (безмякотные) .

Основные физиологические свойства нервного волокна: Возбудимость– способность отвечать на действие раздражителя возбуждением. Проводимость - способность проводить возбуждение. Лабильность – способность воспроизводить определенное количество циклов возбуждения в единицу времени в соответствии  с ритмом действующих раздражителей.

Миелиновое нервное волокно имеет в своём составе следующие элементы (структуры):

1) осевой цилиндр, располагающийся в самом центре нервного волокна,

2) миелиновую оболочку, покрывающую осевой цилиндр,

3) шванновскую оболочку.

Осевой цилиндр состоит из нейрофибрилл. Мякотная оболочка содержит большое количество веществ липоидного характера, известных под названием миелина. Миелин обеспечивает быстроту проведение нервных импульсов. Миелиновая оболочка покрывает осевой цилиндр не на всём промежутке, образуя промежутки, получившие название перехваты Ранвье. В области перехватов Ранвье осевой цилиндр нервного волокна примыкает к верхней - шванновской оболочке.

Промежуток волокна, расположенный между двумя перехватами Ранвье, называют сегментом волокна. В каждом таком сегменте на окрашенных препаратах можно видеть ядро шванновской оболочки. Оно лежит приблизительно посредине сегмента и окружено протоплазмой шванновской клетки, в петлях которой и содержится миелин. Между перехватами Ранвье миелиновая оболочка также не является сплошной. В толще ее обнаруживаются так называемые насечки Шмидт-Лантермана, идущие в косом направлении.

       Клетки шванновской оболочки, так же как и нейроны с отростками, развиваются из эктодермы. Они покрывают осевой цилиндр нервного волокна периферической нервной системы аналогично тому, как клетки глии покрывают нервное волокно в центральной нервной системе. В результате этого они могут называться периферическими глиальными клетками.

В центральной нервной системе нервные волокна не имеют шванновских оболочек. Роль шванновских клеток здесь выполняют элементы олигодендроглии. Безмиелиновое (безмякотное) нервное волокно лишено миелиновой обкладки и состоит только из осевого цилиндра и шванновской оболочки.

Механизм проведения возбуждения в безмиелиновых нервных волокнах.

В безмиелиновых волокнах возбуждение распространяется непрерывно вдоль всей мембраны от возбужденного участка к невозбужденному. Под влиянием раздражителя на мембране возникает ПД, соседний участок волокна находится в состоянии покоя. Эти участки заряжены по-разному, поэтому между ними возникает электрический ток. Он называется кольцевым. Служит раздражителем для следующего участка мембраны.

Механизм проведения возбуждения в безмиелиновых волокнах местные электрические токи, которые возникают между его возбужденным участком, заряженным «-», и невозбужденным , заряженным «+», деполяризуют мембрану до критического уровня, что приводит к генерации потенциала действия в соседних невозбужденных участках,, которые становятся возбужденные, и т.д. Этот процесс происходит в каждой точке мембраны на всем протяжении волокна.  Такое проведение возбуждения называется непрерывным.

В миелиновых волокнах возбуждение м возникает только в перехватах Ранвье, т.е. там, где плазматическая мембрана осевого цилиндра выходит на поверхность. Такой механизм распространения возбуждения называют скачкообразным. Под влиянием раздражителя происходит перезарядка мембраны в одном из перехватов. Между возбужденным и невозбужденным перехватами возникает разность потенциалов и кольцевой ток. Скачкообразное распространение возбуждения в миелиновых волокнах позволяет более быстро и экономично передавать информацию по сравнению с непрерывным, поскольку возбуждается не вся мембрана, а только ее небольшие участки.

Законы проведения возбуждения по нерву.

Закон анатомо-физиологической целостности.Проведение импульсов по нервному волокну возможно лишь в том случае, если не нарушена его целостность.

Закон изолированного проведения возбуждения.Существует ряд особенностей распространения возбуждения в периферических, мякотных и безмякотных нервных волокнах.

В периферических нервных волокнах возбуждение передается только вдоль нервного волокна, но не передается на соседние, которые находятся в одном и том же нервном стволе.

В мякотных нервных волокнах роль изолятора выполняет миелиновая оболочка. За счет миелина увеличивается удельное сопротивление и происходит уменьшение электрической емкости оболочки.

В безмякотных нервных волокнах возбуждение передается изолированно.

Закон двустороннего проведения возбуждения.

Нервное волокно проводит нервные импульсы в двух направлениях – центростремительно и центробежно.

Закон бездекрементного проведения. Возбуждение проводится по нервам без декремента, т.е. затухания. Следовательно, нервные импульсы не ослабляются проходя по ним.

Закон неутомляемости нерва.

Схемы механизма проведения возбуждения

2.      Свойства и функции поперечно-полосатых мышц. Электронно-микроскопическое строение мычечного волокна (сделать рисунок).

3.      Строение нервно-мышечного синапса (сделать рисунок). Механизм передачи возбуждения с нерва на мышцу.

Строение нервно-мышечного синапса: 1 — нервное волокно; 2 — миелиновая оболочка; 3 — шванновская клетка; 4 — нервное окончание; 5 — пресинаптическая мембрана; 6 — синаптические пузырьки; 7 — митохондрии; 8 — мышечное волокно; 9 — постсинаптическая мембрана; 10 — синаптическая щель; 11 — ядро; 12 — миофибриллы (по Е. К. Жукову).

Синапсы представляют собой коммуникационные структуры, которые формируются окончанием нервного волокна и прилегающей к нему мембраной мышечного волокна (пресинаптической нервной и постсинаптической мышечной мембранами)

Когда нервный импульс достигает окончания аксона, на деполяризованной пресинаптической мембране открываются потенциалзависимые Са2+ каналы. Вход Са2+ в аксональное расширение (пресинаптическую мембрану) способствует высвобождению химических нейромедиаторов, находящихся в виде везикул (пузырьков) из окончания аксона. Медиаторы (в нервно-мышечном синапсе это всегда ацетилхолин) синтезируются в соме нервной клетки и путем аксонального транспорта транспортируются к окончанию аксона, где и выполняют свою роль. Медиатор диффундирует через синаптическую щель и связывается со специфическими рецепторами на постсинаптической мембране. Так как медиатором в нервно-мышечном синапсе является ацетилхолин, то рецепторы постсинаптической мембраны называют холинорецепторами. В результате этого процесса на постсинаптической мембране открываются хемочувствительные Nа+-каналы, возникает деполяризация, величина которой различна, и зависит от количества выделенного медиатора. Чаще всего возникает локальный процесс, который называют потенциалом концевой пластинки (ПКП). При повышении частоты стимуляции нервного волокна, усиливается деполяризация пресинаптической мембраны, а, следовательно, возрастает количество выделяемого медиатора и число активированных хемочувствительных Nа+каналов на постсинаптической мембране. Таким образом, возникают ПКП, которые по амплитуде деполяризации суммируются до порогового уровня, после чего, на мембране мышечного волокна, окружающей синапс, возникает ПД, который обладает способностью к распространению вдоль мембраны мышечного волокна. Чувствительность постсинаптической мембраны регулируется активностью фермента – ацетилхолинэстеразы (АЦХ-Э), который гидролизует медиатор АЦХ на составные компоненты (ацетил и холин) и возвращает назад – в пресинаптическую бляшку для ресинтеза. Без удаления медиатора на постсинаптической мембране развивается длительная деполяризация, которая ведет к нарушению проведения возбуждения в синапсе – синаптической депрессии. Таким образом, синаптическая связь обеспечивает одностороннее проведение возбуждения с нерва на мышцу, однако на все эти процессы расходуется время (синаптичекая задержка), что приводит к низкой лабильности синапса по сравнению с нервным волокном.

Тема: Нервная система.

1.Значение нервной системы. Рефлекс и рефлекторная дуга. Нарисовать схему строения рефлекторной дуги.

Нервная система:

1. Обеспечивает связь между всеми органами и системами, согласует их работу.

2. Обеспечивает связь организма с окружающей средой и приспособление к ее постоянным изменениям..

Рефлекс- это ответная реакция организма на раздражение рецепторов, осуществляемая при участии ЦНС.

По биологическому значению рефлексы делятся: ориентировочные; оборонительные, пищевые и половые.

По расположению рецепторов: экстерорецепторные, интерорецептивные, проприорецептивные.

В зависимости от органов, которые учувствуют в формирование ответной реакции: двигательные, секреторные, сосудистые и др.

С зависимости какие отделы мозга необходимы для осуществления данного рефлекса: спинальные, бульбарные, мезэнцефальные, диэнцефальные, кортикальные.

Рефлексы так же можно поделить на условные приобретенные в процессе индивидуальной жизни) и безусловные(врожденные).

Структурной основой рефлекса является рефлекторная дуга – нейронная цепь, по которой проходит нервный импульс от рецептора к исполнительному органу(мышце, железе).

Состоит из:

      рецептора, воспринимающего раздражение;

      чувствительного (сенсорного) нейрона, отростки которого образуют чувствительное нервное волокно;

      вставочного нейрона;

      двигательного (мотонейрона), отростки которого образуют двигательное нервное волокно, передающие возбуждение к исполнительному органу

Рефлекторная дуга:

1 – рецептор; 2 – чувствительные нейрон; 3 – вставочный нейрон; 4 – двигательный нейрон; 5 - рабочий орган (мышца); 6 – чувствительное нервное волокно; 7 -  двигательное нервное волокно

В зависимости от количества нейронов, участвующих в формировании рефлекторной дуги, их подразделяют на простые (состоят из 2-3 нейронов) и сложные (включают более, чем 3 нейрона).

2. Торможение в ЦНС, его значение, виды. Механизм пресинаптического, постсинаптического и пессимального торможения.

Торможение в ЦНС – это активный процесс, проявляющийся в подавлении или ослаблении возбуждения.

Значение процессов  торможения в функционировании нервной  системы чрезвычайно большее, оно ограничивает не контролированное распространение возбуждения в ЦНС, обеспечивая четкие координированные реакции, играет охранительную роль, защищая нейроны от повреждения в результате избыточных за силой раздражений. Значительный взнос в изучение механизмов центрального торможения сделали труды таких ученых, как И. Г. Сеченов, Ч. Шеррингтон, Е. Введенский

Классифицируют:

- по электрическому состоянию мембраны(гиперполяризационное и деполяризационное);

- по отношению к синапсу (пресинаптическое и постсинаптическое)

-по нейрональной организации (поступательное, возвратное, латеральное)

Постсинаптическое торможение –заключается в том, что в нервных окончаниях тормозящих нейронов под влиянием проходящего 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.

Пресинаптическое  торможение локализуется в пресинаптических окончаниях, т.е. в разветвлениях возбуждающего нейрона. На этих терминалях располагаются окончания аксона тормозящего нейрона. При его возбуждение тормозной медиатор частично или полностью блокирует проведение возбуждения возбуждающего нейрона, и его влияние не передается на другой нейорон.

Пессимальное торможение развивается в синапсах при раздражениях высокой частоты и зависит от низкой лабильности синапсов. Данное явление связано с появлением при частых импульсах стойкой деполяризации постсинаптической мембраны, что нарушает распространение возбуждения и рефлекс тормозится. Данное торможение предохраняет нервную клетку от перевозбуждения.

3. Строение и функции спинного мозга. Проводящие пути нервной системы

Спинной мозг располагается в спинномозговом канале. Основная особенность строения – сегментарность.  Спинной мозг человека состоит мз 31-33 сегмента делится на 8 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 1-3 копчиковых.  Верхний отдел спинного мозга переходит в продолговатый мозг, а нижний – в концевую нить, прикрепляющуюся к первому сегменту копчика. Имеет 2 утолщения: шейное и поясничное, соответствующие местам выхода нервов, которые идут к конечностям.

Глубокие продольные борозды на передней и задней сторонах спинного мозга разделяют его на правую и левую части. В центре спинного мозга проходит спинномозговой канал, заполненный спинномозговой жидкостью, вокруг которой располагается серое вещество. Наружный слой спинного мозга образован белым веществом.

Серое вещество – это нервные клетки – расположено в центре спинного мозга. Белое вещество – это нервные волокна – расположено вокруг серого вещества.

В сером веществе выделяют рога: передние (в них расположены мотонейроны), боковые(в них – нейроны вегетативной нервной системы) и задние( в них - вставочные нейроны).

Боковые есть только в грудном и верхнем поясничном отделах.

От спинного мозга 31 пара смешенных спинномозговых нервов. Каждый спинномозговой нерв образуется от слияния двух спинномозговых корешков – заднего и переднего.

Задние корешки состоят из аксонов афферентных нейронов, которые лежат за пределами спинного мозга – в спинномозговых узлах. По ним возбуждение поступает от рецепторов в спинной мозг. Передние корешки состоят из аксонов эфферентных нейронов передних рогов и вегетативных нейронов боковых рогов. По ним возбуждение идет от спинного мозга к периферическим органам.