физиология как наука

Тема лекции:
“ФИЗИОЛОГИЯТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ОСНОВА
МЕДИЦИНЫ.
БИОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ
ЯВЛЕНИЯ В НЕРВНЫХ
КЛЕТКАХ. ”
ПЛАН ЛЕКЦИИ:
•
•
•
•
•
•
•
1. Понятие "физиология"
2. Взаимосвязь физиологии с другими науками.
3. Методы физиологии и их характеристика.
4. Мембранный потенциал покоя в нервных
клетках.
5. Механизм развития потенциала действия
6. Условия и законы проведения возбуждения
аксонами
7. Проведение возбуждения немиелиновыми и
миелиновыми нервными волокнами
• Физиология – наука о закономерностях
жизнедеятельности организма в взаимосвязи с
внешней средой.
Различают такие физиологические дисциплины:
•
•
•
•
•
•
•
•
1. Возрастная физиология
2. Клиническая физиология
3. Физиология труда
4. Психофизиология
5. Экологическая физиология 6. Физиология
спорта.
7. Авиационная физиология.
8. Космическая физиология.
9. Патологическая физиология.
Методы физиологии
Мембранный потенциал покоя – это
разность биоэлектрических потенциалов
между внешней и внутренней
поверхностью мембраны, которое
существует в состоянии
физиологического покоя. Его величина в
нервных клетках находится в границах от
- 60 к - 80 мв.
Регистрация мембранного
потенциала покоя нейрона
Каждая нервная клетка организма ограничена
липопротеиновой мембраной, которая
является хорошим электрическим изолятором.
Если в средину клетки ввести микроэлектрод,
а второй разместить извне, то между
микроэлектродами можно зарегистрировать
разность потенциалов. Итак, клеточная
мембрана поляризована, т.е. имеет разный
биоэлектрический потенциал на внутренней и
внешней поверхности. Эта разность
потенциалов имеет название мембранного
потенциала покоя.
Потенциал покоя возникает потому, что мембрана клетки проницаема
для ионов. С внутренней стороны мембраны ионов К+ больше, чем
извне, то они будут пассивно проходить изнутри наружу.
Относительно ионов Сl-, то они наоборот входят в клетку и их
проницаемость значительно меньше.
Кроме того имеет значение пассивный вход ионов Na+. Вход Na+ в
клетку уменьшает величину электронегативности внутренней
поверхности мембраны.
Таким образом, выход ионов К+ и вход ионов Сl- оказывает
содействие увеличению величины мембранного потенциала покоя, а
вход ионов Na+ - ее уменьшению.
Уменьшению величины мембранного потенциала, за счет пассивного
входа ионов Na+, активно противодействует натри-калиевый насос,
который выводит Na+ из клетки и вводит К+. Этот процесс есть
энергозависимым.
Итак, путем пассивного и активного перенесения ионов создается и
поддерживается мембранный потенциал покоя.
Виды раздражителей (по природе):
химические (растворы кислот, щелочей,
солей, органических соединений),
механические (удар, сжатие, укол),
температурные (нагревание, охлаждение);
электрические.
Виды раздражителей (по силе):
допороговые,
пороговые,
надпороговые.
Вследствии действия допорогового раздражителя на мембрану, в месте ее
раздражения возникает деполяризация. Эти изменения называют местным
или локальным ответом. Локальный ответ – это не способная к
распространению деполяризация мембраны. В основном она обусловлена
перемещениям ионов Na+ в клетку. Уровень поляризации мембраны
уменьшается.
Особенности локального ответа:
1. Возникает при действии допороговых раздражителей.
2. Градуально зависит от силы деполяризирующего раздражителя.
3. Не способная к распространению.
Если сила раздражителя вызовет такое повышение проницаемости для ионов
Na+ и мембрана сможет деполяризироваться не местно, а вся, без любых
дополнительных влияний, то возникает потенциал действия, а такой
раздражитель, который его вызвал, называется пороговым, а сила
раздражителя - порогом.
Величина мембранного потенциала, из которой мембрана может продолжать
деполяризироваться автоматически, называется критическим уровнем
деполяризации.
Распространение
возбуждения по миелиновым
и безмиелиновым волокнам
• Безмиелиновыми нервными волокнами
•
возбуждение распространяется беспрерывно, а
миелиновыми от перехвата Ранвье к перехвату
Ранвье. Это возможно только потому, что
мембрана перехвата имеет почти в 100 раз
больше натриевых каналов, чем мембрана
безмиелиновых нервных волокон. С
Скорость распространения возбуждения
больше в миелиновых волокнах.
Синапс (гр. sinapsis – соединение, связь) – это специализированная
зона контакта между возбудимыми структурами, которая
обеспечивает передачу биологической информации.
Классификация синапсу.
По локализации:
1. Периферические (нервно-мышечние, нервно-секреторные);
2. Центральные ( нейро-нейрональные):
а) аксо-соматические;
б) аксо-дендритние;
в) аксо-аксональние;
г) дендро-дендритние.
По функциональному значению:
1. Возбуждающие;
2. Тормозные.
По способу передачи сигнала:
1. Электрические.
2. Химические.
3. Смешанные ( электро-химические).
Химические синапсы - это образование, в
которых возбуждение с клетки на клетку
передается с помощью химических веществ,
которые называются медиаторами.
Классификация химических синапсов (по типу
медиатора):
Холинергические - медиатор ацетилхолин;
Адренергические - медиатор норадреналин,
адреналин;
Гистаминовые - медиатор гистамин;
Серотониновые - медиатор серотонин;
Дофаминэргические - медиатор дофамин;
Гамк-эргические - медиатор ГАМК
1. Выделение медиатора пресинаптическими окончаниями.
После поступления потенциала действия к
пресинаптическому окончанию происходит деполяризация
его мембраны, активируются кальциевые каналы и в
окончание входят ионы кальция. Они активируют транспорт
везикул с медиатором по нейрофиламентам цитоскелета к
пресинаптической мембране. Содержимое везикул
освобождается во внеклеточное пространство.
2. Диффузия молекул медиатора через синаптическую щель к
постсинаптической мембране.
3. Взаимодействие медиатора с постсинаптической
мембраной. На постсинаптической мембране есть структуры,
в основном белковой природы, которые комплементарны или
соответствующие определенному медиатору и имеют
название рецепторов. Взаимодействие медиатора с
рецептором ведет к конформации последнего и
активирование определенного фермента локализированного
в постсинаптической мембране.
Потенциал действия нейрона
Соотношения фаз потенциала
действия (А) и возбудимости (В)
Условия и законы проведения
возбуждения аксонами.
• Условия:
• 1. Анатомическая целостность нервного волокна.
•
Травма, перерезка нерва прекращает проведение
возбуждения.
2. Физиологическая полноценность нервного волокна.
Проведения возбуждения аксонами прекращается
вследствии снижения проницаемости их мембран для
ионов натрия, например, при действии обезболивающих
средств.
• Законы проведения возбуждения:
• 1. Двусторонней проводимости.
• 2. Изолированного проведения.
• 3. Проведения возбуждения без затухания
(бездекрементно).
Нейромоторные фазные (а)
и тонические (б) единицы
Потенциал действия фазного
мышечного волокна
Соотношение между
возбуждением и сокращением
фазного мышечного волокна
Одиночные сокращения (а),
зубчатый (б),
гладкий (в) тетанус мышц