Методы физиологических исследований физиология возбудимых тканей. ЦНС (лекция № 1)

1. Методы физиологических исследований. Физиология возбудимых тканей. ЦНС

2. ПЛАН ЛЕКЦИИ

ПЛАН
ЛЕКЦИИ
1.Предмет физиологии
2. Методы физиологических исследований
3.Основные понятия физиологии
4.Основные функциональные характеристики возбудимых
тканей
5. Возникновение возбуждения и его проведение.
6.Значение функциональной подвижности (лабильности)
7. Центральная нервная система, классификация и
функции
8. Нейрон: понятие и функции. Типы нейронов.
9.Рефлекс, рефлекторная дуга.
10. Взаимодействие нейронов между собой – синапсы.
11. Нервный центр: определение, характеристика.
12. Координация деятельности ЦНС.

3. ПЛАН ЛЕКЦИИ

ЛИТЕРАТУРА
ПЛАН ЛЕКЦИИ

4.

• Физиология- наука, изучающая функции организма,
либо отдельных органов и систем, а также
регуляцию этих функций.
• 14-15 век до н.э. Древний Египет
(мумифицирование)
• 4-5 век до н.э. Древний Китай (рефлексотерапия и
иглоукаливание, Су-Джок терапия.)
• Древняя Индия (растительные рецепты, упражнения
йоги, дыхательная гимнастика.
• 4-5 век до н.э. Древнея Греция (Гиппократ (460-377
г. до н. э.) и Аристотель (384-322 до н. э.),
• 2 век до н.э. Древний Рим (врач Гален (201-131 г. до
н. э.).

5.

Уильям Гарвей 1628 год
Андреас Везалий
Мигель Сервет.

6.

И. М. Сеченов
1863 год
Рефлексы головного мозга
И. П. Павлов

7. Методы исследования - наблюдение - эксперимент или опыт (острый или хронический) - электрофизиологические методы (

электрокардиография, электрогастрография.
электроэнцефалография, электромиография,
МРТ,УЗИ и т.д.)
Магнитнорезонансная томография (МРТ) —
способ исследования внутренних органов и тканей на
основе насыщенности тканей организма водородом и
особенностей их магнитных свойств, связанных с
нахождением в окружении разных атомов и молекул.
Магнитно-резонансная ангиография (МРА) — метод
получения изображения просвета сосудов при помощи
магнитно-резонансноготомографа.

8.

Магнитно-резонансная спектроскопия (МРС)метод позволяющий определить биохимические
изменения тканей при различных заболеваниях
по концентрации определенных метаболитов
Функциональная МРТ (фМРТ) — метод
картирования коры головного мозга,
позволяющий определять индивидуальное
местоположение и особенности областей мозга,
отвечающих за движение, речь, зрение, память
и другие функции.
МР-томография с вертикализацией - методика
исследования пояснично-крестцового отдела
позвоночника .

9.

10.

МРТ-изображение головы человека

11.

• Функция (физиологическая) – действие,
сопровождающееся определенным результатом.
• Гомеостаз- относительное постоянство
внутренней среды организма (кровь, лимфа,
межтканевая жидкость).
• Регуляция функций – система механизмов,
обеспечивающих изменение уровня функционирования
какого либо органа или системы в ответ на изменения
внешней и внутренней среды организма с целью
поддержания гомеостаза. Регуляция функций
осуществляется:
- гуморальным путем при помощи БАВ, гормонов через
кровь, лимфу;
- нервным путем через ЦНС;
- ауторегуляция (орган сам регулирует свою функцию
при воздействии на него какого либо фактора).

12.

Рефлекс- ответная реакция организма на действие
раздражителя. Нервный путь рефлекса называется
рефлекторной дугой.
Адаптация- процесс приспособления
физиологических функций организма к изменению
условий окружающей среды, направленный на
поддержание гомеостаза.
Возбудимые ткани- нервная, мышечная и железистая.
Свойства возбудимых тканей
– Раздражимость – способность под влиянием
внешних воздействий изменять обмен веществ и
энергии. В нервной, мышечной, железистой тканях
реакция на раздражение связана с возникновением
электрических потенциалов и других явлений.

13.

- Возбудимость – свойство возбудимых
тканей
отвечать
на
раздражение
специфическим процессом возбуждения. В
нервных клетках – импульсы возбуждения,
в мышечных – сокращения, в железистых –
выделения определённых веществ.
Для нервной и мышечной ткани характерна
способность передавать это активное
состояние
соседним
участкам
–
проводимость.

14.

В живых объектах различают три уровня
функциональной активности: физиологический
покой, возбуждение, торможение.
Физиологический покой характеризуется
отсутствием внешне выраженной специфической
активности; процессы обмена веществ протекают
на уровне, поддерживающем жизнедеятельность
организма.
Возбуждение – процесс, возникающий в результате
того или иного воздействия раздражителя.
Торможение – процесс, выражающийся в
прекращении воздействия, проявляется в снижении
обмена веществ, энергетического уровня.

15.

Все клетки организма имеют электрический
заряд, обеспечиваемый неодинаковой
концентрацией анионов и катионов внутри и вне
клетки, вследствие неодинаковой проницаемости
клеточной мембраны для разных ионов и работы
ионных насосов. Непосредственной причиной
формирования потенциала покоя является
неодинаковая концентрация анионов и катионов
внутри и вне клетки.
Потенциал Покоя (ПП)- относительно стабильная
разность между величинами электрических
потенциалов внутри и вне клетки в покое. Его
величина варьирует в пределах -30-90мВ.

16.

17.

NA-K- насос – это транспортная система,
обеспечивающая перенос иона с непосредственной
затратой энергии АТФ.
В результате сопряженного транспорта NA+ и К+
поддерживается постоянная разность концентраций
этих ионов внутри и вне клетки. Одна молекула АТФ
обеспечивает один цикл работы насоса- перенос 3
ионов NA+ за пределы клетки и 2 ионов К+ внутрь
клетки.
Потенциал действия- это электрофизиологический
процесс, выражающийся в быстром колебании
мембранного потенциала вследствие перемещения
ионов в клетку и из клетки и способный
распространяться без декремента ( без затухания).

18.

ПД обеспечивает передачу сигналов между нервными
клетками, нервными центрами и рабочими органами.
Величина ПД в пределах 80-130 мВ.
В составе ПД различают 4 фазы: 1- деполяризация, т.е.
исчезновение заряда клетки- уменьшение мембранного
потенциала до нуля; 2- инверсия, т.е. изменение заряда
клетки на противоположный; 3-реполяризация, т.е.
восстановление исходного заряда клетки. 4- следовая
гиперполяризация.
Когда деполяризация клетки достигает критической
величины (Екр), которая обычно составляет 50 мВ
(возможны другие величины), проницаемость мембраны
для NA+ резко возрастает- открывается большее число
ворот NA-каналов и NA+ лавиной устремляется в
клетку.

19. При раздражении возбудимой ткани не всегда возникает ПД. Если сила раздражителя мала, деполяризация не достигнет критического

уровня
и не возникнет распространяющееся возбуждение –
это есть локальный потенциал. Величина
локального потенциала весьма вариабельна и
может достигать 10-40 мВ.
Потенциалы действия (импульсы возбуждения)
обладают способностью распространяться вдоль
по нервным и мышечным волокнам.
В нервном волокне потенциал действия является
очень сильным раздражителем для соседних
участков волокна. Скорость проведения
возбуждения высокая.

20.

Между зоной возбуждения (имеющей на
поверхности волокна отрицательный заряд, а
на
внутренней
стороне
мембраны
–
положительный) и соседним невозбуждённым
участком мембраны нервного волокна ( с
обратным соотношением зарядов) возникают
электрические токи – так называемые местные
токи.
Таким образом с помощью местных токов
происходит
распространение
возбуждения
на
соседние участки нервного волокна, т.е. проведение
нервного импульса. Проведение возбуждения идёт с
большой скоростью и силой даже при большой
длине нерва. В безмякотных нервных волокнах идёт
непрерывное проведение возбуждения.

21.

22. Во время развития потенциала действия мембрана полностью теряет возбудимость. Это состояние называют полной невозбудимостью или

абсолютной
рефрактерностью. Затем следует стадия
относительной рефрактерности, когда потенциал
действия может возникнуть лишь при очень сильном
раздражении. Постепенно возбудимость
восстанавливается до исходного уровня.
Лабильность( функциональная подвижность)- это
скорость протекания одного цикла возбуждения (ПД).
Лабильность ткани зависит от длительности ПД и
определяется скоростью перемещения ионов в клетку
и из клетки, которая в свою очередь зависит от
скорости изменения проницаемости клеточной
мембраны.

23.

Мерой лабильности является мах число ПД, которое ткань
может воспроизвести в 1с. Лабильность различных тканей
существенно различается (лабильность нерва равна 5001000, мышцы около 200, нервно-мышечного синапса
порядка 100 импульсов в сек.

24.

Нервную систему подразделяют на периферическую
(нервные волокна и узлы) и центральную. К
центральной нервной системе (ЦНС) относят спинной
и головной мозг.
Основными функциями ЦНС являются:
1.регуляция деятельности всех тканей и органов и
объединение их в единое целое;
2.обеспечение приспособления организма к условиям
внешней среды, организация адекватного поведения
соответственно потребностям организма, управление
поведением человека.

25.

26.

Основным структурным элементом нервной системы
является нервная клетка - нейрон.
Функции нейронов:
1.восприятие внешних раздражений — рецепторная
функция;
2. их переработка — интегративная функция;
3. передача нервных влияний на другие нейроны или
различные рабочие органы — эффекторная функция.

27.

28.

29.

30. Нейроны различаются по: - форме: сферические, зернистые, звездчатые, пирамидные, грушевидные, веретеновидные, неправильные и т.

д. Размер тела нейрона
варьирует от 5 мкм у малых зернистых клеток до
120—150 мкм у гигантских пирамидных нейронов;
-количеству отростков :
Безаксонные нейроны — небольшие клетки,
сгруппированы вблизи спинного мозга в
межпозвоночных ганглиях. Все отростки у клетки
очень похожи.
Униполярные нейроны — нейроны с одним
отростком, присутствуют, например в сенсорном
ядре тройничного нерва в среднем мозге.

31.

Биполярные нейроны — нейроны, имеющие один аксон и
один дендрит (сетчатка глаза, слуховом и вестибулярном
ганглиях.
Мультиполярные нейроны — нейроны с одним аксоном и
несколькими дендритами. Данный вид нервных клеток
преобладает в центральной нервной системе.
Псевдоуниполярные нейроны — от тела отходит один
отросток, который сразу же Т-образно делится. Такие
нейроны встречаются в спинальных ганглиях.
функциям:
Афферентные нейроны (чувствительные, или
центростремительные) передают информацию от
рецепторов в ЦНС.
Эфферентные нейроны (центробежные) передают
информацию из ЦНС к рабочим органам.

32.

Промежуточные нейроны (интернейроны, или
вставочные) нейроны осуществляющие связь между
различными афферентными и эфферентными
нейронами.

33.

34.

35.

36.

В деятельности нервной системы основным является
рефлекторный механизм.
Рефлекс – это ответная реакция организма на внешнее
раздражение, осуществляемая с участием нервной
системы
Нервный путь рефлекса называется рефлекторной
дугой.

37.

38.

Простейшая (моносинаптическая)
рефлекторная дуга состоит из 2 нейронов –
афферентного и мотонейрона спинного мозга

39.

40.

Взаимодействие нейронов между собой (и с
эффекторными органами) происходит через
специальные образования – синапсы (греч.«контакт»). Они образуются концевыми
разветвлениями нейрона на теле или отростках
другого нейрона.
В структуре синапса различают три элемента:
- пресинаптическая мембрана, образованная
утолщением -мембраны конечной веточки аксона;
- синаптическая щель между нейронами
- постсинаптическая мембрана – утолщение
прилегающей поверхности следующего нейрона

41.

42.

Классификация синапсов
1. По виду соединяемых клеток - межнейронные
синапсы; нейроэффекторные синапсы;
нейрорецепторные синапсы.
2. По эффекту – возбуждающие и тормозящие.
3. По способу передачи сигналов – химические;
электрические и смешанные синапсы –
электрохимические.
4. В ЦНС в зависимости от местоположения
имеются синапсы: аксо-соматические, аксодендритные,
аксо-аксонные,
дендросоматические и дендро-дендритные

43.

44.

45.

46.

5. Химические синапсы по природе медиатора делят
на холинэргические (медиатор – ацетилхолин),
адренергические (норадреналин), дофаминэргические
(дофамин), ГАМК –эргические (гамма-аминомасляная
кислота), глицинэргические (глицин)
серотонинэргические (серотонин) и др.
Нервным центром называют совокупность нервных
клеток, необходимых для осуществления какой-либо
функции.
Характеристика проведения возбуждения
в химических синапсах.
- Одностороннее проведение возбуждения – от
пресинаптической мембраны в сторону
постсинаптической мембраны.

47. - Замедленное распространение возбуждения через синапсы (время синаптической задержки в среднем 0,3мс). - Низкая лабильность

химических синапсов. В
нервно-мышечном синапсе равна 100-150 импульсов
в секунду, в нервном волокне 500-600 импульсов в
секунду. Причина низкой лабильности синапса –
синаптическая задержка
- Синаптическая депрессия (утомляемость синапса)
При рефлекторной деятельности общее время от
момента нанесения внешнего раздражения до
появления ответной реакции организма— так
называемое скрытое или латентное время рефлекса
определяется в основном длительностью проведения
через синапсы.

48.

49.

Процессы координации деятельности ЦНС
основаны на согласовании двух нервных
процессов — возбуждения и торможения.
Явление торможения в нервных центрах было
впервые открыто И. М. Сеченовым в 1862г.
Значение этого процесса было рассмотрено им в
книге «Рефлексы головного мозга» (1863).

50.

51.

Тормозные процессы — необходимый компонент в
координации нервной деятельности.
-Во-первых, процесс торможения ограничивает
распространение возбуждения на соседние нервные
центры, чем способствует его концентрации в
необходимых участках нервной системы.
-Во-вторых, возникая в одних нервных центрах
параллельно с возбуждением других нервных центров,
процесс торможения тем самым выключает
деятельность ненужных в данный момент органов.
-В-третьих, развитие торможения в нервных центрах
предохраняет их от чрезмерного перенапряжения при
работе, т. е. играет охранительную роль.