Импеданс. Физиология нервной системы. Лабораторная работа №2

1.

Лабораторная № 2
Импеданс. Физиология нервной системы

2.

Функции нервной системы
2
Нервная система — это
совокупность
специальных
структур, объединяющая и
координирующая деятельность
всех
органов
и
систем
организма
в
постоянном
взаимодействии с внешней
средой.
Основные функции нервной системы:
Получать информацию от рецепторов – специализированных клеток и органов, которые воспринимают изменения
внутренней и внешней среды организма;
Обрабатывать эту информацию и осуществлять соответствующую ответную реакцию, что называется нервной
интеграцией;
Передавать эту информацию эффекторным клеткам и органам (собственно другим нейронам и их обраткам,
мышечным и железистым клеткам), которые осуществляют ответную реакцию организма.

3.

Строение нервной системы
3
Значение нервной системы:
Объединяет органы и системы организма в единое целое;
Регулирует работу всех органов и систем организма;
Осуществляет связь организма с внешней средой и приспособление его к условиям среды;
Составляет материальную основу психической деятельности: речь, мышление, социальное поведение.

4.

Нейрон или нервные клетки являются электрический возбудимыми клетками , который взаимодействует с другими
клетками через специализированные соединения называются синапсы . Это главный компонент нервной ткани всех
животных, кроме губок и плакозоа.
Функциональность:
1) Рецептивная,
или
функциональнодендритическая зона, где суммируются локальные
потенциалы, генерируемые в синаптических
соединениях дендритов;
2) Тело нейрона – биосинтетический центр
нейромедиаторов и обширная рецептивная
область;
3) Аксональный холмик – место, где генерируются
распространяющиеся потенциалы действия;
4) Аксональный отросток (или аксон), передающий
распространяющиеся импульсы к нервным
окончаниям;
5) Нервные окончания, в которых потенциалы
действия
вызывают
высвобождение
в
синаптических щелях нейромедиаторов.
Схема нейрона (по И.Ф. Иванову): а — строение нейрона: 7 — тело (перикарион); 2 — ядро; 3 — дендриты; 4,6 — нейриты;
5,8 — миелиновая оболочка; 7- коллатераль; 9 — перехват узла; 10 — ядро леммоцита; 11 — нервные окончания; б — типы
нервных клеток: I — униполярная; II — мультиполярная; III — биполярная; 1 — неврит; 2 -дендрит

5.

Аксотранспорт по микротрубочкам

6.

Схема строения нейрона

7.

Строение нервного волокна
7
Нервные волокна представляют собой отростки нервных
клеток, среди которых выделяют дендриты и аксоны.
Нервные волокна (отростки нервных клеток) осуществляют
проведение
нервных
импульсов.
Нервные
волокна
подразделяются на миелиновые (покрытые миелиновой
оболочкой) и безмиелиновые. Миелиновые волокна
преобладают в двигательных нервах, а безмиелиновые — в
вегетативной нервной системе.

8.

Структура нервного волокна
8
Нервные волокна разделяют на:
1. Мякотные;
2. Миелинизированные;
3. Безмякотные/немиелинизированные.
Механизмы проведения возбуждения по нервным волокнам:
1. Безмиелиновые нервные волокна
непрерывное
постоянное
2. Миелиновые нервные волокна
прерывистое
сальтаторное
Роль миелоцита (шванновской клетки) в образовании
миелиновой оболочки в мякотных нервных волокнах:
последовательные стадии спиралеобразного закручивания
миелоцита вокруг аксона (I); взаимное расположение
миелоцитов и аксонов в безмякотных нервных волокнах (II)

9.

Физиологическая роль структурных элементов
миелиновых нервных волокон
Мембрана осевого цилиндра
Миелиновая оболочка
Нейрофибриллы
Микротрубочки
Транспортные филаменты
• Генерация нервного импульса
• Проведение нервного импульса
• Электрическая изоляция
• Трофическая функция
• Транспорт веществ и органелл клетки

10.

Структура и функции нервных волокон
НЕРВНЫЕ
ВОЛОКНА
Миелиновые
(мякотные)
Соматическая
нервная система
Иннервация
сенсорных
органов
Иннервация
внутренних органов и
желез
Безмиелиновые
(безмякотные)
Преганглионарные
нервные волокна
автономной
(вегетативной)
нервной системы
Постганглионарные
нервные волокна
автономной
(вегетативной) нервной
системы

11.

Свойства различных нервных волокон теплокровных
Тип
Диаметр
волоко волокна, мкм
н
Скорость
дения, м/с
Аа
12-22
70-120
Аβ
8-12
40-70
Аγ
4-8
15-40
Аδ
1-4
5-15
В
1-3,5
3-18
С
0,5-2,0
0,5-3
прове- Функция
Проприоцепция функция
Моторные волокна скелетных мышц,
афферентные волокна от мышечных
рецепторов
Тактильная функция
Афферентные волокна от рецепторов
прикосновения
Двигательная функция
Афферентные волокна от рецепторов
прикосновения и давления, афферентные
волокна к мышечным веретенам
Болевая,
температурная
и
тактильная функции
Афферентные волокна от некоторых
рецепторов тепла, давления, боли
Преганглионарные вегетативные волокна
Симпатическая функция
Постганглионарные
вегетативные
волокна,
афферентные
волокна
от
некоторых рецепторов тепла, давления,
боли
Длительность
Длительно Длительност
пика потенциала сть
ь
следовой
действия, мс
следовой гиперполяри
деполяриза зации, мс
ции, мс
0,4-0,5
15-20
40-60
0,4-0,6
-
-
0,5-0,7
-
-
0,6-1,0
-
-
1-2
Отсутствует
100-300
2,0
50-80
300-1000

12.

12
Безмиелиновые волокна
Миелиновые волокна

13.

Механизм непрерывного проведения возбуждения по
безмиелиновым нервным волокнам
1. Безмиелиновое нервное волокно имеет Na+ каналы на протяжении всей своей длины.
2. Когда потенциал действия возникает в триггерной зоне, Na+ входит в аксон и
диффундирует в смежные области прямо под плазматической мембраной.
3. Возникающая в результате деполяризация возбуждает потенциалозависимые Na+ каналы
дистальнее потенциала действия (электротонически, механизм – локальные точки).
4. Натриевые и калиевые каналы открываются и закрываются так же, как в триггерной зоне,
и возникает новый потенциал действия. В то же время проксимальный участок нервного
волокна находится в рефрактерном периоде и не может возбудиться.
5. Эта цепная реакция продолжается, пока передающийся сигнал не достигнет конца аксона.

14.

Механизм сальтаторного проведения возбуждения по
миелиновым нервным волокнам
1. Na+ каналы в высокой концентрации находятся в перехватах и практически отсутствуют в
участках мембраны аксона под миелиновой оболочкой. Таким образом, потенциалы
действия возникают только в перехватах Ранвье.
2. В момент возбуждения поверхность мембраны перехвата А становится электронегативной
по отношению к следующему перехвату В. Это вызывает локальный ток, идущий к
перехвату В.
3. Ток, идущий к перехвату В, возбуждает его и вызывает перезарядку его мембраны.
4. Возбуждение все еще продолжается в перехвате A, и он становится рефрактерным на
некоторое время, так что перехват В способен возбудить только следующий перехват.
5. Сальтаторное проведение потенциал действия (ПД) возможно, поскольку амплитуда ПД в
каждом перехвате в 5-6 раз выше порогового уровня, необходимого для возбуждения
соседнего перехвата.
6. При определенных условиях, ПД может «перепрыгивать» через один-два межперехватных
участка.

15.

Некоторые преимущества сальтаторного механизма
проведения возбуждения
1.
Возбуждение распространяется через относительно большой участок нервного волокна,
так что оно проводится значительно быстрее, чем при непрерывном проведении по
безмиелиновому волокну такого же диаметра. В миелиновых волокнах расстояние
между соседними перехватами Ранвье пропорционально диаметру волокна в
соотношении 1:10.
2. Сальтаторное проведение является энергосберегающим, поскольку возбуждается менее
1% поверхности мембраны. Таким образом, для восстановления ионной концентрации
на работу Na+/K+ насоса затрачивается меньшее количество аденозинтрифосфата
(АТФ).

16.

16
Структурно-функциональная классификация
нервных волокон (Эрлангер и Гассер, 1937)

17.

Транспортная функция нервных волокон
17
а-антеградный транспорт; б-ретроградный транспорт.
Секреторные
везикулы,
которые
сортируются
и
упаковываются в диктиосоме Гольджи, транспортируются
антероградно по микротрубочкам вдоль аксона и сливаются с
плазматической мембраной в пресинаптической терминали.
Посредством
экзоцитоза
содержимое
везикулы
диффундирует в синпатическую щель. В тоже время,
некоторая часть выброшенного секрета может захватиться
терминалью обратно путем reuptake, что порождает
эндосомный шарик, который транспортируется к соме
нейрона ретроградно. Эндосома направляется к лизосоме
для деградации, или к Гольджи для переработки.

18.

Проведение возбуждения в немиелинизированных и
миелинизированных нервных волокнах
18
Сальтаторное
распространение
возбуждения в мякотном нервном
волокне от перехвата к перехвату:
А
—
немиелинизированное
волокно;
В — миелинизированное волокно.
Стрелками показано направление
тока

19.

Законы проведения возбуждения по нервному волокну
1) Анатомо-физиологическая целостность нервного волокна;
• Анатомическая целостность волокна является обязательным условием для проведения
импульсов, поскольку перерезка нерва, так же, как и любое повреждение клеточной
мембраны, препятствует проведению;
• Проведение прерывается, если нарушена физиологическая целостность волокна
(блокада натриевых каналов тетрадотоксином или местной анестезией, резкое
охлаждение и др.). Проведение также нарушается во время длительной деполяризации
мембраны (например, при накоплении ионов K+ в межклеточном пространстве при
ишемии).
2) Двустороннее (билатеральное) проведение возбуждения.
• При стимуляции, возбуждение передается по нервному волокну как в центробежном,
так и в центростремительном направлении. Это может быть доказано следующим
экспериментом.
• Из начального сегмента аксона при нанесении на него раздражителя потенциал
действия проводится в двух направлениях: по аксону к нервным окончаниям и по телу
нейрона к дендритам.

20.

Законы проведения возбуждения по нервному волокну
3) Изолированное проведение возбуждения
• В периферическом нерве импульсы проводятся по каждому волокну изолированно, т.е.
они не переходят с одного волокна на другое и вызывают ответную реакцию только в
клетках, с которыми нервное волокно контактирует через синапс.
• Это важно, поскольку любой периферический нерв состоит из большого количества
нервных волокон – двигательных, сенсорных и вегетативных – которые иннервируют
различные клетки и ткани, иногда расположенные на большом расстоянии и
различные по структуре и функциям.
• Изолированное проведение нервного импульса возможно благодаря тому, что
сопротивление межклеточной жидкости значительно ниже сопротивления мембраны
нервного волокна. Вот почему большая часть тока, возникающего между
возбужденными (деполяризованными) участками мембраны и участками мембраны,
находящимися в состоянии покоя, проходит по межклеточным щелям без
проникновения в соседние волокна.

21.

Законы проведения возбуждения по нервному волокну
4) Перерождение нервных волокон после перерезки нерва. Нервные волокна
не могут существовать вне связи с телом нервной клетки: перерезка нерва ведет
к гибели тех волокон, которые оказались отделенными от тела клеток.
Дегенерация нервного волокна после перерезки (Валлеровская дегенерация) и
процесс регенерации нейрона

22.

Свойства нервного волокна
22
Нервное волокно обладает определенными
физиологическими свойствами:
• Возбудимостью;
• Проводимостью;
• Лабильностью.
Возбудимость — способность ткани отвечать на
действие раздражителей
состояние.
переходом
в
активное
Проводимость
—
это
скорость,
с
которой
электрохимический импульс распространяется по
нервному пути .
Лабильность (неустойчивость) — это способность
нервного волокна воспроизводить определенное число
циклов возбуждения в единицу времени.
Парабиоз
подразделяется
последовательные фазы:
• Уравнительную;
• Парадоксальную;
• Тормозную.
на
три

23.

Проведение возбуждения через нервно-мышечный синапс
Синапс – это функциональное соединение между нервным волокном и иннервируемой тканью.
Функция: синапс обеспечивает передачу возбуждения от нервного волокна к иннервируемой им ткани
– мышечной, нервной или железистой.
Если нервное волокно иннервирует мышечную ткань, синапс называется нервно-мышечным.
Каждое разветвление аксона заканчивается аксон-терминалью выпуклостью, похожей на луковицу, это
синаптическая пуговка, которая располагается в углублении сарколеммы. Эта часть сарколеммы называется
концевой пластинкой.

24.

Структура синапса

25.

Стадии возбуждения через нервно-мышечный синапс
I. Трансформация электрического сигнала в химический:
1.
Потенциал действия
окончанию;
(ПД)
передается
к
пресинаптическому
2.
Деполяризация пресинаптической мембраны и открытие Ca2+каналов;
3.
Ионы Ca2+ входят в пресинаптическое окончание;
4.
Ферментативное разрушение везикул и высвобождение медиатора в
синаптическую щель путем экзоцитоза (один ПД вызывает
высвобождение 200-300 квантов медиатора);
5.
Ацетилхолин
(АХ)
взаимодействует
с
рецепторами
холинорецепторами) на постсинаптической мембране.
(N-
II. Трансформация химического сигнала в электрический:
1.
Открытие Na+ - каналов и Na+ входит в клетку по концентрационному
и электрическому градиенту, а K+ выходит из клетки по градиенту
концентрации. Преобладает ток Na+ в клетку;
2.
Деполяризация постсинаптической мембраны – возбуждающий
постсинаптический потенциал (ВПСП), который в нервно-мышечном
синапсе называется потенциалом концевой пластинки (ПКП). ВПСП
имеет высокую амплитуду (30-40 мВ), которая превышает
критический уровень деполяризации, вызывает ПД в миоците и
распространение этого ПД без затухания с последующим
сокращением мышц.
3.
Излишки медиатора разрушаются ацетилхолинэстеразой до холина и
ацетата.

26.

Сравнительная характеристика проведения возбуждения
по нервному волокну и через нервно-мышечный синапс
Параметры
Нервное волокно
Нервно-мышечный
синапс
Направление
проведения
возбуждения
Двустороннее
проведение
возбуждения
Одностороннее
проведение
возбуждения
Скорость проведения
возбуждения
Высокая
Низкая (синаптическая
задержка)
Лабильность
Высокая
(500-1000 имп/сек)
Низкая
(150 имп/сек)
Утомляемость
Низкая
Высокая

27.

Электронейромиография (ЭНМГ)
Практическая часть:
1)Создали новую пробу с использованием
шаблона, ввести данные «пациента»;
2) Выбрать методику «СРВ сенсорная»,
выбор
шаблона
антидромного
исследования;
3)Наложиnm электроды как требуется
методика;
4)После установки электродов проверить
качество их наложения (проверка
импеданса);
5)После проверки импеданса провели
электрическую
стимуляцию
для
получения ответов.
6)Провести одиночную стимуляцию в
двух местах (ближе к кисти и к локтевому
изгибу) от 15 мА (максимум до 50 мА) до
получения ответа;
7)Сохранить зарегистрированный ответ;
8)Составить оценку и анализ полученной
ЭНМГраммы.

28.

М-ОТВЕТ
М-ОТВЕТ - ответ мышцы на
возбуждение эфферентных волокон
мотонейронов.
Лат = латентность, мс
Aмп = амплитуда негативной фазы, мВ
ДлН = длительность негативной фазы, мс
S² = площадь негативной фазы, мВ*мс
ОДМв = общая длительность М-волны

29.

Расчет параметров М-ОТВЕТа
СРВ= V = (D2 - D1)/ (L2 — L1)
где V - скорость проведения по двигательным волокнам; D2 – дистанция для второй точки
стимуляции (расстояние между катодом стимулирующего электрода и активным отводящим
электродом) ; D1 - дистанция для второй точки стимуляции (расстояние между катодом
стимулирующего электрода и активным отводящим электродом) ; S=D2–D1 отражает
расстояние между точками стимуляции; L1 - латентность в первой точке стимуляции; L2 латентность во второй точке стимуляции
где R - резидуальная латентность; L – дистальная латентность (время от стимула до начала М
ответа при стимуляции в дистальной точке); D - дистанция (расстояние между активным
отводящим электродом и катодом стимулирующего электрода) ; Vl-2 - СРВ на сегменте между
первой и второй точками стимуляции.
Нормы