Морфофункциональная организация и интегративная функция нейрона

1.

Морфофункциональная
организация и
интегративная функция
нейрона
Кафедра нормальной
физиологии
проф. И.В. Мирошниченко

2.

Ученый открыл
отростки нервных
клеток – дендриты
САНТЬЯГО ФЕЛИПЕ РАМОН-И(1890). Создал учение о
КАХАЛЬ
испанский нейрогистолог, удостоенный в
нейроне
как
1906 Нобелевской премии по физиологии
и медицине (совместно с К.Гольджи) за
структурной единице
изучение строения нервной системы.
нервной
системы
(1894).
проф. И.В. Мирошниченко
Кафедра нормальной
физиологии

3.

Британский учёный в области
физиологии и нейробиологии.
Лауреат Нобелевской премии по
физиологии и медицине в 1932
году (совместно с Эдгаром
Эдрианом) "за открытия,
касающиеся функций нейронов».
ЧАРЛЗ СКОТТ ШЕРРИНГТОН
Синапс – функциональное
соединение нейронов
Кафедра нормальной
физиологии
проф. И.В. Мирошниченко

4.

Нервная система состоит из двух типов
клеток — нервных (нейроны, 100 млрд.) и
глиальных (нейроглия, в 10 раз больше).
Глиальная клетка
Нервная клетка
Кафедра нормальной
физиологии
проф. И.В. Мирошниченко

5.

капилляр
нейрон
астроцит
Олигодендроцит
Ножки
отростков
аксон
Миелиновая
оболочка
Микроглия
Кафедра нормальной
физиологии
проф. И.В. Мирошниченко

6.

Нервная клетка (Нейрон) осуществляет:
1) Восприятие (получение) информации
(информация в виде медиатора)
2) Обработка информации. Этот процесс
состоит из 2-х этапов: анализ и синтез.
Анализ – выделение отдельных
характеристик раздражителя
Синтез – объединение отдельных
характеристик в единое целое (процесс
обратный анализу)
Кафедра нормальной
физиологии
проф. И.В. Мирошниченко

7.

• 3) хранение информации. Главная структура
в хранении информации – синапс
Синапс (греч. – связь) – это место
контакта двух клеток
• 4) проведение (передача) информации

8.

9.

• По механизму (способу) передачи информации
синапсы делятся на
• Электрические - эфапсы (синаптическая щель
очень небольшая от 3-5 нм, поэтому
сопротивление электрическому току низкое и
ПД самостоятельно может перейти с мембраны
одной клетки на другую. Низкое сопротивление
обусловлено наличием общих для двух клеток
ионных каналов - коннексонов)
• Химические
• Смешанные

10.

11.

• Особенности синаптической передачи в
электрическом синапсе
• 1) двухсторонняя передача
• 2) быстрая
• 3) высокая лабильность
• 4) низкая утомляемость
• 5) низкая чувствительность к химическим
веществам

12.

13.

Классификации нейронов
функциональная
рецептор
ЦНС
•Афферентные нейроны
Кафедра нормальной
физиологии
•Ассоциативные (вставочные,
интернейроны) нейроны (95%)
•Эфферентные нейроны (соматические и
вегетативные)
Рабочий
орган
проф. И.В. Мирошниченко

14.

Классификации нейронов
по нейромедиаторам
• Холинергические
Медиатор – биологически
(ацетилхолин)
активные вещества,
посредники,
• Адренергические
осуществляющие
(адреналин и
межклеточное
норадреналин)
взаимодействие в синапсах.
• Глютаматергические
(глютаминовая кислота)
• Серотонинергические
• Медиатор – понятие
• Глицинергические
физиологическое, а не
• ГАМК-ергические
химическое
• Дофаминергические
• Пептидергические
и др.нормальной
Кафедра
проф. И.В. Мирошниченко
физиологии

15.

Классификация нейронов по эффекту:
• Возбуждающие
• Тормозные

16.

Свойства нейрона
• Возбудимость
• Проводимость
• Лабильность
• Секреция

17.

Возбудимость
Общий план строения нейрона
Дендриты
• Возбудимость отдельных
элементов мембраны не
одинакова. Максимальная
возбудимость в
аксональном холмике
(тригерная зона) ,
минимальная – в области
дендрита. В мембране
дендрита отсутствуют Naпотенциалзависимые
каналы (ПД в дендритах
никогда не формируется)
Тело
Кафедра нормальной
физиологии
проф. И.В. Мирошниченко
Аксональный
холмик
Аксон
Терминали
аксона

18.

Поток информации
Восприятие
Функциональная
информации
Кафедра нормальной
физиологии
интеграция
информации
Проводимость
ПЕРЕДАЧА
ИНФОРМАЦИИ
проф. И.В. Мирошниченко
организация
нейрона

19.

Кафедра нормальной
физиологии
проф. И.В. Мирошниченко

20.

Кафедра нормальной
физиологии
проф. И.В. Мирошниченко

21.

Законы проведения возбуждения по
нервным волокнам
• 1. Закон анатомической и физиологической
целостности
Под физиологической целостностью понимают
наличие возбудимости, основа физиологической
целостности – МПП. Физиологическая целостность
обратима
• 2. Закон двухстороннего проведения возбуждения
Наблюдается только в эксперименте, в естественных
условиях возбуждение проводится только в одном
направлении благодаря работе химического синапса

22.

• 3. Закон изолированного проведения возбуждения
Возбуждение с одного нервного волокна на
соседнее перейти не может, т.к. миелиновая
оболочка создает сопротивление . Этот закон
обеспечивает точный адрес поступления
информации.
• 4. Закон бездекрементного (без затухания)
проведения возбуждения
• По ходу проведения ПД его амплитуда не меняется

23.

24.

Нейросекреция

25.

Нервная клетка (Нейрон) осуществляет:
1) Восприятие (получение) информации
(информация в виде медиатора)
2) Обработка информации. Этот процесс
состоит из 2-х этапов: анализ и синтез.
Анализ – выделение отдельных характеристик
раздражителя
Синтез – объединение отдельных характеристик в
единое целое (процесс обратный анализу)
3) Хранение информации
4) Проведение информации
Кафедра нормальной
физиологии
проф. И.В. Мирошниченко

26.

Восприятие информации
• Информация
поступает с помощью
медиатора через
синапсы, поэтому
мембрану нейрона
можно рассматривать
как гигантскую
постсинаптическую
мембрану

27.

Кафедра нормальной
физиологии
проф. И.В. Мирошниченко

28.

29.

30.

31.

Результатом восприятия информации
является ВПСП и ТПСП
ВПСП и ТПСП – локальные ответы

32.

интеграция информации
B
C
D
Кафедра нормальной
физиологии
Мембранный потенциал, мВ
А
Время,мс
проф. И.В. Мирошниченко
А
B
А
C
C
D

33.

интеграция информации
B
C
D
Кафедра нормальной
физиологии
Мембранный потенциал, мВ
А
Время,мс
проф. И.В. Мирошниченко
А
А А
А
A+В
C+D

34.

35.

36.

Торможение
• Активный нервный процесс,
результатом которого
является прекращение или
предупреждение
возбуждения

37.

Электрофизиологическое
проявление торможения
• Гиперполяризация
• Длительная деполяризация
мВ
мс
ПП
ПП
мВ
мс

38.

кафедра нормальной
физиологии
Физиология
мышц

39.

Мышечными называют все типы клеток, функция
которых состоит в сокращении.
Основные свойства
мышечных клеток:
-Возбудимость
-Проводимость
-Сократимость

40.

У млекопитающих имеются
три главных типа клеток,
специально
приспособленных для
сокращения:
- волокна скелетных мышц ,
- клетки сердечной мышцы ,
- гладкомышечные клетки.

41.

Скелетная
мышца

42.

Уровни структурной
организации скелетных
мышц
Мышца
х1
Пучок мышечных
волокон
х5
Мышечное волокно
Х 500
Миофибрилла
Х 10000
Саркомер
Х 50000
Миофиламенты
Х 1000000

43.

миофибрилла
саркомер
Z - линия
Z - линия
Тонкие нити
М - линия
Титиновые нити
Толстые нити

44.

Миозиновые нити
(толстые нити)
Каждая миозиновая нить состоит из
300–400 молекул миозина.

45.

Строение молекулы миозина
Миозин — гексaмер (две тяжёлые и четыре лёгкие цепи).
Области присоединяющиеся к
актиновой нити.
Области присоединения АТФ.
Тяжёлые цепи — две
спирально закрученные
полипептидные нити,
несущие на своих концах
глобулярные головки.
В области головок с
тяжёлыми цепями
ассоциированы лёгкие
цепи.

46.

47.

Строение актиновых нитей
тропомиозин
тропонин
G – актин мономер
Комплекс регуляторных белков
F – актин полимер
Функциональная актиновая нить

48.

тропонин
тропомиозин
G - актин

49.

Последовательность процессов при
мышечном сокращщении
Деполяризация постсинаптической мембраны и генерация ПД.
Распространение ПД по плазмолемме МВ .
Передача сигнала в триадах на саркоплазматический ретикулум.
Выброс Ca2+ из саркоплазматического ретикулума.
Связывание Ca2+ тропонином С тонких нитей.
Взаимодействие тонких и толстых нитей (формирование мостиков), появление
тянущего усилия и скольжение нитей относительно друг друга.
Цикл взаимодействия нитей.
Укорочение саркомеров и сокращение МВ.
Расслабление.

50.

51.

Т-трубочка
1
2
ПД
ПД
саркоплазматический ретикулюм
ПД
3
Са2+
Са2+
рецепторы
дигидропиридина
Рецепторы рианодина
Потенциалозависимый
кальциевый канал
АТФ
4
Са2+
Концентрация кальция в цитоплазме
АДФ

52.

тропомиозин
зин
мио
Область
связывания
миозина
Са 2+< 10-9 M
тропонин
Са 2+ не связан с
тропонином.
G - актин
Область
связывания
актина
G - актин
Взаимодействие
актина с миозином
заблокировано.
н
миози
Са2+
Са 2+< 10-5 M
Са 2+ связан с
тропонином.
зин
о
и
м
5
Взаимодействие
актина с миозином
разблокировано.
G - актин
G - актин
н
миози
6
Са2+

53.

54.

Виды и режимы мышечных сокращений
скелетных мышц
Виды сокращений:
- одиночное мышечное сокращение (ОМС)
- тетаническое (суммированное) сокращение
(ТЕТАНУС)
- Тонус (тоническое сокращение)
Режимы сокращений:
- Изометрический
- Изотонический
- Ауксотонический (смешанный)

55.

Одиночное мышечное сокращение (ОМС) – это
сокращение, возникающее при раздражении серией
импульсов, в которой интервал между импульсами
больше длительности одиночного сокращения

56.

Условия получения одиночного
мышечного сокращения ОМС
• Раздражитель пороговой силы
• Раздражитель действует в фазу полного
мышечного расслабления с частотой
импульсов, в которой интервал между
импульсами больше длительности
одиночного сокращения

57.

58.

59.

Зависимость амплитуды ответа мышцы от частоты
раздражения
Амплитуда гладкого тетануса зависит от частоты
раздражения (интервала между раздражителями).
Если каждый последующий раздражитель попадает в фазу
экзальтации (повышенной возбудимости), то ответ мышцы
будет достаточно большим – оптимальный тетатус. Если же
импульсы попадают в период сниженной возбудимости
(относительная рефрактерность), то ответ мышцы будет
намного меньше - пессимальный тетанус.

60.

Изометрический
режим сокращения
Оба конца мышцы
неподвижно
закреплены.
В мышце во время
ее активности
нарастает
напряжение
(генерируется
сила)

61.

Мышца
первоначально
развивает напряжение
(силу), способную
поднять данный груз,
а потом мышца
укорачивается –
меняет свою длину,
сохраняя напряжение
постоянным.
Волокна
укорачиваются,
напряжение –
постоянно.

62.

В реальных условиях
чисто изотонический и
изометрический типы
сокращения не
встречаются.
Мышечное сокращение
при котором длинна
мышцы уменьшается по
мере развиваемой ею
силой называется
ауксотоническим. Такой
режим сокращений
наблюдается при
осуществлении трудовой
деятельности человека.

63.

Мотонейрон (двигательный нейрон) - нервная
клетка, иннервирующая скелетную мышцу
Два вида мотонейронов:
• α-мотонейроны
(иннервируют экстрафузальные МВ)
• γ-мотонейроны
(иннервируют интрафузальные МВ)
Тела мотонейронов расположены
в передних рогах спинного мозга.