Лекция «Проведение возбуждения в нервных проводниках и синапсах» НЕРВНЫЕ ВОЛОКНА - это аксоны нервных клеток, окружённые оболочкой из олигодендроглиоцитов в ЦНС и шванновских клеток в периферических нервах, с помощью которых осуществляется связь между нейронами, а также нейронов с исполнительными клетками. СТРОЕНИЕ НЕРВНЫХ ВОЛОКОН ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕРВНЫХ ВОЛОКОН • Высокая лабильность (МРВ=400имп/с) • Высокие возбудимость и проводимость • Сравнительно низкие энерготраты и утомляемость Классификация нервных волокон Типы Диаметр (мкм) Миелинизация Скорость проведения (м/с) Функциональное назначение 12-20 сильная 70-120 Двигателные волокна соматической НС, чувствительные волокна от проприорецепторов A-beta 5-12 сильная 30-70 Чувствительные волокна от кожных рецепторов A-gamma 3-16 сильная 15-30 Чувствительные волокна от проприорецепторов A-delta 2-5 сильная 12-30 Чувствительные волокна от терморецепторов, ноцицепторов B 1-3 слабая 3-15 A-alpha C 0,3-1,3 отсутствует 0,5-2,3 Преганглионарные волокна симпатической НС Постганглионарные волокна симпатической НС, чувствительные волокна от терморецепторов, ноцицепторов, некоторых механорецепторов Механизм проведения возбуждения в безмиелиновом волокне Механизм проведения возбуждения в миелиновом волокне Этапы распространения возбуждения Законы проведения возбуждения по нервным проводникам Закон анатомической и физиологической непрерывности – возбуждение может распространяться по нервному волокну только в случае его морфологической и функциональной целостности. Закон двустороннего проведения возбуждения – возбуждение, возникающее в одном участке нерва, распространяется в обе стороны от места своего возникновения. Закон изолированного проведения – возбуждение, распространяющееся по волокну, входящему в состав нерва, не передается на соседние нервные волокна. Особенности проведения возбуждения по нервным проводникам • Большая скорость проведения (0,5-120 м/с) • Малая утомляемость нервного волокна • Возможность функционального блока проведения возбуждения Синапс Синапс специализированная структура, обеспечивающая передачу возбуждающих или тормозных влияний между двумя возбудимыми клетками. Классификация синапсов 1) По локализации: центральные межнейронные периферические нейро-рецепторные нейро-эффекторные аксо-аксональные аксо-соматические нервно-мышечные аксо-дендритические и др. 2) По механизму передачи возбуждения ─ химические ─ электрические ─ смешанные 3) По виду основного медиатора ─ адренергические ─ холинергические ─ серотонинергические и др. нервно-секреторные СТРУКТУРА СИНАПСА РОЛЬ СИНАПСА • Способствуют упорядоченной деятельности ЦНС • Обладая пластичностью, участвуют в научении и памяти • Являются точкой приложения многих фармакологических веществ Функциональные свойства химических синапсов: • односторонность проведения возбуждения - обусловлена специфическими особенностями пре- и постсинаптических мембран, способствует однонаправленным влияниям одной клетки на другую; • наличие синаптической задержки проведения возбуждения, связанной с химической природой синаптических процессов; • низкая лабильность, обусловленная тем же; • трансформация ритма возбуждения - обычно в сторону его урежения связана с низкой лабильностью синапса; • способность к суммации возбуждения, обусловленная местным характером постсинаптических потенциалов; • способность к «облегчению», т.е. повышению в начале стимуляции величины постсинаптических потенциалов от первого импульса примерно до десятого, в связи с накоплением кальция в пресинаптических структурах; • способность к депрессии - явлению, противоположному предыдущему и обусловленному длительной (частой) стимуляцией; • повышенная утомляемость и чувствительность к ядам, связанные с химической природой синаптических процессов; • способность к последействию, в связи с инертностью постсинаптических процессов. ВИДЫ СИНАПСОВ химический электрический Синапсы на нейроне МЕДИАТОРЫ - являются средством перекодирования информации с электрического «языка» на химический (ацетилхолин, моноамины – катехоламины, гистамин, серотонин; пептиды – вещество Р, энкефалины, эндорфины, вазопрессин, гастрин; аминокислоты – ГАМК, глицин, глутамат; пурины – АТФ, аденозин и др.) МОДУЛЯТОРЫ - вещества, модулирующие синаптическое проведение (пептиды – энкефалины, нейротензин; простагландины и др.) ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ МЕДИАТОРА МЕДИАТОР СИНАПТИЧЕСКАЯ ЩЕЛЬ РАЗРУШЕНИЕ ФЕРМЕНТОМ В СИНАПТИЧЕСКОЙ ЩЕЛИ ОБРАТНЫЙ ЗАХВАТ ПРЕСИНАПТИЧЕСКИМИ СТРУКТУРАМИ СОЕДИНЕНИЕ С РЕЦЕПТОРАМИ ПОСТСИНАПТИЧЕСКОЙ МЕМБРАНЫ АКСОННЫЙ ТРАНСПОРТ антеградный (медиаторы, белки, трофогены) ретроградный (митохондрии, аппарат Гольджи, неиспользованные медиаторы, «фактор роста» нервов) Механизм передачи возбуждения в синапсе потенциал действия Ca++ связывается с синапсином Ca++ a++ Механизм передачи возбуждения в синапсе Ca++ связывается с синапсином a++ Движение визикул и слияние с пресинаптической мембраной Механизм передачи возбуждения в синапсе a++ Движение визикул и слияние с мембраной Выход медиатора Взаимодействие с рецептором Механизм передачи возбуждения в синапсе a++ Na+ Na+ Na+ Взаимодействие с рецептором Открытие ионных каналов ЭТАПЫ СИНАПТИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ Синаптические процессы в возбужденном и невозбужденном синапсе Возбуждающий постсинаптический потенциал ( ВПСП) мв ДЕПОЛЯРИЗАЦИЯ Na+ - 70 - 85 - 90 мс 0 4 8 12 Постсинаптическое торможение Тормозной постсинаптический потенциал ( ТПСП ) мв Ек - 90 - 94 Ео ГИПЕРПОЛЯРИЗАЦИЯ Саморегуляция работы синапса (влияние медиатора на пресинаптическую мембрану «своего» синапса) Саморегуляция работы синапса (ретроградное ингибирование) АТФ (-) метаболиты (-) К + (-) Регуляция работы синапса (накопление ионов Ca++) Ca++ Ca++ Ca ++ Ca++ Ca++ Ca++ Ca++ Ca++ Ca++ Ca++ Ca++ Ca++ Ca++ Ca++ Ca++ Ca++ Ca Ca++ Ca++ Ca++ ++ Ca++ Ca++ Ca++ Регуляция работы синапса (усиление синтеза белков-рецепторов на постсинаптической мембране) увеличение числа рецепторов Гетерорегуляция синапса гормоны, лекарственные препараты медиаторы -антагонисты Вторичные посредники • цАМФ • цГМФ • Са2+ • Инозитол-3-фосфат • Диацилглицерол • Простагландины Вторичные посредники – механизм активации (на примере цАМФ) Изменение функциональной активности клетки G, S - белок аденилатциклаза АТФ цАМФ белки - ферменты