Загрузил ayupovajulia5

Механизмы и законы проведения возбуждения по нервным волокнам

реклама
МЕХАНИЗМЫ И ЗАКОНЫ ПРОВЕДЕНИЯ
ВОЗБУЖДЕНИЯ ПО НЕРВНЫМ
ВОЛОКНАМ
Подготовила:
Аюпова Юлия Константинова,
ученица группы 3901
НЕРВНЫЕ ВОЛОКНА
• Нервные волокна – это длинные отростки (аксоны)
нейронов, покрытые оболочками, которые проводят
возбуждение в ЦНС или из ЦНС на периферию.
• Отросток нервной клетки в нервном волокне называют
осевым цилиндром.
• В ЦНС оболочки отростков нейронов образуются отростками
олигодендроглиоцитов, а в периферической –
нейролеммоцитами Шванна (швановскими клетками).
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
НЕРВНЫХ ВОЛОКОН
• возбудимость
• проводимость
• рефрактерность
• лабильность
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
НЕРВНЫХ ВОЛОКОН
• Возбудимость – способность приходить в
состояние возбуждения в ответ на
раздражение.
• Проводимость – способность передавать
нервное возбуждение в виде потенциала
действия от места раздражения по всей длине.
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
НЕРВНЫХ ВОЛОКОН
• Рефрактерность (устойчивость) – свойство временно резко
снижать возбудимость в процессе возбуждения.
Нервная ткань имеет самый короткий рефрактерный период.
Значение рефрактерности:
– предохраняет ткань от перевозбуждения,
– осуществляет ответную реакцию на биологически
значимый раздражитель.
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
НЕРВНЫХ ВОЛОКОН
Лабильность (от лат. labilis – скользящий, неустойчивый ) –
функциональная подвижность, скорость протекания элементарных
циклов возбуждения в нервной и мышечной тканях.
Академик Н.Е. Введенский обнаружил, что при воздействии на
нервный участок повреждающего агента (альтерация), например
химического вещества, лабильность этого участка понижается. Это
обусловлено блокадой натриевой и калиевой проницаемости
мембраны. Такое состояние пониженной лабильности Н.Е.
Введенский назвал парабиозом.
Главная функция нервных волокон – проведение
нервных импульсов (возбуждения). Проведение
возбуждения по нервным волокнам
осуществляется по определенным законам.
ЗАКОНЫ ПРОВЕДЕНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ
ПО НЕРВНОМУ ВОЛОКНУ
Существует три закона проведения возбуждения по
нервному волокну:
• Закон анатомо-физиологической целостности;
• Закон изолированного проведения возбуждения;
• Закон двустороннего проведения возбуждения.
ЗАКОН АНАТОМО-ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЙ
ЦЕЛОСТНОСТИ
Проведение импульсов по нервному волокну возможно
лишь в том случае, если не нарушена его целостность.
При нарушении физиологических свойств нервного
волокна путем охлаждения, применения различных
наркотических средств, сдавливания, а также порезами
и повреждениями анатомической целостности
проведение нервного импульса по нему будет
невозможно.
ЗАКОН ИЗОЛИРОВАННОГО
ПРОВЕДЕНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ
Существует ряд особенностей распространения
возбуждения в мякотных (миелиновых) и безмякотных
(безмиелиновых) нервных волокнах.
МИЕЛИНОВЫЕ И БЕЗМИЕЛИНОВЫЕ
НЕРВНЫЕ ВОЛОКНА
Миелиновые волокна.
Часть нервных волокон в ходе эмбриогенеза
подвергается миелинизации: леммоциты (
шванновские клетки ) сначала прикасаются к
аксону, а затем окутывают его (рис. 1, А, Б).
Мембрана леммоцита наматывается на аксон
наподобие рулета, образуя многослойную спираль
(миелиновую оболочку) (рис. 1, В, Г).
Миелиновая оболочка не является непрерывной –
по всей длине нервного волокна на равном
расстоянии друг от друга в ней имеются
небольшие перерывы (перехваты Ранвье). В
области перехватов аксон лишен миелиновой
оболочки.
МИЕЛИНОВЫЕ И БЕЗМИЕЛИНОВЫЕ
НЕРВНЫЕ ВОЛОКНА
Безмиелиновые волокна.
Миелинизация других волокон
заканчивается на ранних стадиях
эмбрионального развития. В
леммоцит погружается один или
несколько аксонов; он полностью
или частично окружает их, но не
образует многослойной миелиновой
оболочки (рис. 1, Д).
МЕХАНИЗМ ПРОВЕДЕНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ
ПО БЕЗМИЕЛИНОВЫМ НЕРВНЫМ
ВОЛОКНАМ
Процессы метаболизма в безмиелиновых волокнах не обеспечивают быструю
компенсацию расхода энергии. Распространение возбуждения будет идти с
постепенным затуханием – с декрементом. Декрементное поведение возбуждения
характерно для низкоорганизованной нервной системы.
Возбуждение распространяется за счет малых круговых токов, которые возникают
внутрь волокна или в окружающую его жидкость. Между возбужденными и
невозбужденными участками возникает разность потенциалов, которая
способствует возникновению круговых токов. Ток будет распространяться от «+»
заряда к «—». В месте выхода кругового тока повышается проницаемость
плазматической мембраны для ионов Na, в результате чего происходит
деполяризация мембраны.
Между вновь возбужденным участком и соседним невозбужденным вновь
возникает разность потенциалов, что приводит к возникновению круговых токов.
Возбуждение постепенно охватывает соседние участки осевого цилиндра и так
распространяется до конца аксона.
Во время развития потенциала действия в
возбужденном участке мембраны происходит
реверсия заряда (рис. 2, А). На границе
возбужденного и невозбужденного участка
начинает протекать электрический ток (рис. 2, Б).
Электрический ток раздражает ближайший
участок мембраны и приводит его в состояние
возбуждения (рис. 2, В), в то время как ранее
возбужденные участки возвращаются в
состояние покоя (рис. 2, Г). Таким образом, волна
возбуждения охватывает все новые участки
мембраны нервного волокна.
МЕХАНИЗМ ПРОВЕДЕНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ
ПО МИЕЛИНОВЫМ НЕРВНЫМ ВОЛОКНАМ
В миелиновых волокнах благодаря совершенству метаболизма возбуждение
проходит, не затухая, без декремента.
За счет большого радиуса нервного волокна, обусловленного миелиновой
оболочкой, электрический ток может входить и выходить из волокна только в
области перехвата. При нанесения раздражения возникает деполяризация в
области перехвата А, соседний перехват В в это время поляризован. Между
перехватами возникает разность потенциалов, и появляются круговые токи. За
счет круговых токов возбуждаются другие перехваты, при этом возбуждение
распространяется сальтаторно, скачкообразно от одного перехвата к другому.
Сальтаторный способ распространения возбуждения экономичен, и скорость
распространения возбуждения гораздо выше (70—120 м/с), чем по
безмиелиновым нервным волокнам (0,5–2 м/с).
В миелинизированном нервном волокне участки мембраны,
покрытые миелиновой оболочкой, являются невозбудимыми;
возбуждение может возникать только в участках мембраны,
расположенных в области перехватов Ранвье.
При развитии ПД в одном из перехватов Ранвье происходит
реверсия заряда мембраны (рис. 3, А). Между
электроотрицательными и электроположительными участками
мембраны возникает электрический ток, который раздражает
соседние участки мембраны (рис. 3, Б). Однако в состояние
возбуждения может перейти только участок мембраны в
области следующего перехвата Ранвье (рис. 3, В).
Таким образом, возбуждение распространяется по мембране
скачкообразно (сальтаторно) от одного перехвата Ранвье к
другому.
ЗАКОН ДВУСТОРОННЕГО ПРОВЕДЕНИЯ
ВОЗБУЖДЕНИЯ
Нервное волокно проводит нервные импульсы в двух
направлениях – центростремительно и центробежно.
В живом организме возбуждение проводится только в одном
направлении.
Двусторонняя проводимость нервного волокна ограничена в
организме местом возникновения импульса и клапанным
свойством синапсов, которое заключается в возможности
проведения возбуждения только в одном направлении.
ЦЕНТРОСТРЕМИТЕЛЬНЫЕ И
ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ НЕРВНЫЕ ВОЛОКНА
ПАРАБИОЗ
-состояние, пограничное между
жизнью и не жизнью клетки.
Является фазной реакцией ткани на
действие альтерирующих
раздражителей.
Его ввел в физиологию возбудимых
тканей профессор Н.Е. Введенский,
изучая работы нервно-мышечного
препарата при воздействии на него
различных раздражителей.
ПАРАБИОЗ
• Это своеобразное, локальное, длительное состояние
сниженной возбудимости и лабильности, возникающее
в ответ на разнообразные внешние воздействия.
• Развивается на фоне чрезмерной деполяризации.
• Механизм деполяризационного торможения
обусловлен инактивацией потока ионов Na+ внутрь
клетки или волокна.
ПАРАБИОЗ
• В основе парабиоза лежит снижение возбудимости и проводимости,
связанное с натриевой инактивацией.
• Это состояние развивается фазно, по мере действия повреждающего
фактора (т.е. зависит от продолжительности и силы действующего
раздражителя).
• Если повреждающий агент вовремя не убрать, то наступает
биологическая смерть клетки (ткани).
• Если же этот агент убрать вовремя, то ткань так же фазно
возвращается в нормальное состояние.
ФАЗЫ ПАРАБИОЗА
• Уравнительная
• Парадоксальная
• Тормозная (парабиоз)
УРАВНИТЕЛЬНАЯ ФАЗА
• Происходит уравнивание величины ответной реакции
на раздражители разной силы, и наступает момент,
когда на разные по силе раздражения регистрируются
равные по величине ответные реакции за счет того,
что в данной фазе понижение возбудимости выражено
в большей степени для сильных и умеренных
раздражений, чем для раздражений слабой силы.
ПАРАДОКСАЛЬНАЯ ФАЗА
• В эту фазу реакция тем больше, чем меньше сила
раздражения.
• При этом можно наблюдать, когда на слабые
умеренные раздражения ответная реакция
регистрируется, а на сильные – нет.
ТОРМОЗНАЯ ФАЗА
• Все раздражители становятся неэффективными и не
способны вызвать ответной реакции
(и на сильный, и на слабый раздражители мышца не
отвечает сокращением).
• Именно это состояние ткани и обозначается как
парабиоз.
ФАЗЫ ПАРАБИОЗА
МЕДИЦИНСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ПАРАБИОЗА
• Парабиоз лежит в основе действия местных анестетиков.
• Они обратимо связываются cо специфическими участками,
расположенными внутри потенциалзависимых натриевых
каналов.
• Впервые подобный эффект был замечен у кокаина, но
вследствие токсичности и способности вызывать
привыкание на данный момент применяют более
безопасные аналоги – лидокаин и тетракаин.
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ
Скачать