ФВМ практика 2 pptx

1.

ФИЗИОЛОГИЯ ВОЗБУДИМЫХ
МЕМБРАН
Физиология нервов и нервномышечных синапсов

2.

3.

Проведение возбуждения по нервным
волокнам
Нервные волокна — аксоны нервных клеток, окружённые оболочкой из
олигодендроглиоцитов в ЦНС и шванновских клеток в периферических
нервах. Нервные волокна подразделяют на 2 типа — безмиелиновые и
миелиновые. Основная функция нервных волокон — проведение ПД.
Скорость проведения в миелиновых и безмиелиновых волокнах различна
и существенно зависит от диаметра нервных волокон.
Скорость проведения пропорциональна диаметру нервного волокна и в миелиновых волокнах выше, чем в
безмиелиновых.

4.

Безмиелиновые нервные волокна.
В покое мембрана аксона (осевого цилиндра) поляризована — положительно заряжена
снаружи и отрицательно внутри.
При ПД полярность изменяется, и наружная поверхность мембраны приобретает
отрицательный заряд.
Из-за разности потенциалов между возбуждённым и невозбуждёнными сегментами
возникают локальные токи, деполяризующие соседний участок мембраны. Теперь этот
участок становится возбуждённым и деполяризует следующий участок мембраны.

5.

Такое проведение известно как электротоническое, а проведение ПД —
своего рода «эстафета», в которой каждый участок мембраны является
сначала раздражаемым, а затем раздражающим. ПД возникает за счёт
увеличения проводимости через потенциалозависимые Na+ каналы,
встроенные в аксолемму с плотностью около 110–120 каналов на 1 мкм2.
Появление так называемых рефрактерных каналов (рефрактерное
состояние мембраны после прохождения ПД) предупреждает
распространение возбуждения в обратном направлении.
Скорость проведения возбуждения по безмиелиновому нервному волокну в основном составляет 0,5–2 м/с и
зависит от диаметра волокна: чем больше диаметр, тем выше скорость проведения ПД

6.

Миелиновое нервное волокно состоит из осевого цилиндра (аксона), вокруг которого
шванновские клетки образуют миелин за счёт концентрического наслаивания собственной
плазматической мембраны.
Миелин прерывается через регулярные промежутки (от 0,2 до 2 мм) концентрической щелью
шириной около 1 мкм, это узлы, или перехваты Ранвье.
Таким образом, межузловые сегменты аксона, расположенные между соседними перехватами
Ранвье, содержат миелин — электрический изолятор, не позволяющий проходить через него
локальным токам, поэтому ПД возникают только в перехватах Ранвье. Другими словами, ПД
перемещается вдоль нервного волокна скачками, от одного перехвата Ранвье к другому перехвату
(скачкообразное проведение).

7.

Плотность потенциалозависимых Na+каналов аксолеммы в перехватах Ранвье — до
2000 на 1 мкм2 (в перикарионе — 50–70, в начальном сегменте аксона — 2000, в
межузловых сегментах Na+каналы практически отсутствуют). В силу высокой
плотности Na+каналов перехваты Ранвье характеризуются высокой возбудимостью, а
локальные токи достаточно велики для возбуждения соседнего перехвата.
Локальные токи текут от перехвата к перехвату (через внеклеточную жидкость
кнаружи от миелина и через аксоплазму внутри аксона) с минимальными потерями.
Скорость проведения ПД в миелиновых волокнах в десятки раз выше, чем в наиболее
«быстрых» безмиелиновых аксонах.

8.

Энергозатраты нервного волокна на проведение ПД относительно
невелики, поскольку возбуждаются только перехваты Ранвье,
площадь которых составляет менее 1% общей поверхности
мембраны аксона. Поэтому даже после длительных ритмических
пачек ПД трансмембранный градиент концентраций ионов
практически не изменяется.
В физиологических условиях ПД движутся в одном направлении
от места раздражения (ортодромное проведение). ПД,
проходящий по нервному волокну, возбуждает следующий, но не
предыдущий участок мембраны. Это связано с рефрактерностью
предыдущего участка после возбуждения. Проведение в
противоположном направлении (антидромное проведение)
возможно при травматическом поражении нервных волокон и в
редких случаях (аксон–рефлекс).

9.

10.

Нарушение миелинизации нервных
волокон приводит к нарушениям
проводимости (демиелинизирующие
заболевания).
При разрушении миелиновой оболочки
происходит резкое снижение скорости и
надёжности проведения возбуждения по
нервам.
Наиболее распространённым среди
демиелинизирующих заболеваний
является множественный склероз,
проявляющийся различными параличами
и потерей чувствительности.

11.

Законы проведения возбуждения
1. Закон двухстороннего проведения возбуждения — в отдельном нервном волокне
возбуждение распространяется в обе стороны от места возникновения).
2. Закон изолированного проведения возбуждения — при проведении возбуждения по
нерву (в его состав входит много нервных волокон) ПД не распространяется с одного
волокна на другое, рядом расположенное. Это обусловлено наличием оболочек нервных
волокон и сопротивлением межклеточной жидкости между волокнами. Изолированное
распространение возбуждения по нервным волокнам обеспечивает нормальное
функционирование эффекторов.
3. Закон анатомической и физиологической целостности нервного волокна — проведение
возбуждения по нервному волокну возможно при условии его структурной целостности
и физиологической непрерывности. Наркотические вещества, охлаждение, перерезка
нарушают проведение возбуждения.

12.

• Физиологическая и анатомическая целостность.
В клинике широко применяют различные лекарственные средства, нарушающие
физиологическую целостность нервных волокон. Так, эффекты местных анестетиков (новокаин,
лидокаин, и др.) основаны на блокаде потенциал-зависимых Na+- каналов. Нарушение
физиологической целостности чувствительных нервных волокон вызывает анестезию (потерю
чувствительности).

13.

Общие анестетики изменяют физико-химические свойства липидов мембран
нейронов и нарушают взаимодействие липидов с белками ионных каналов.
При этом уменьшается транспорт в нейроны ионов натрия, сохраняется выход ионов
калия, в 1,5 раза возрастает проницаемость хлорных каналов, управляемых ГАМКрецепторами.
Итогом этих эффектов становится гиперполяризация с усилением процессов
торможения.
Общие анестетики подавляют вход в нейроны ионов кальция, блокируя Нхолинорецепторы и NMDA-рецепторы глутаминовой кислоты; снижают подвижность
Са2+ в мембране, поэтому препятствуют кальций-зависимому выделению
возбуждающих нейромедиаторов.
Наиболее чувствительны к действию общих анестетиков в ЦНС — кора больших
полушарий (1013 – 1014 синапсов), таламус, ретикулярная формация, спинной мозг.
К наркозу устойчивы дыхательный и сосудодвигательный центры продолговатого
мозга.

14.

15.

Схема работы (а) и электронная микрофотография (б)
химического синапса.

16.

Миастения –это заболевание аутоиммунной природы. Механизм развития болезни основан на
выработке организмом антител к белкам-рецепторам, которые находятся на постсинаптической
мембране синапсов, осуществляющих нервно-мышечную передачу.
Количество ацетилхолиновых рецепторов значительно снижается, расстояние между нервным
окончанием и постсинаптической мембраной увеличивается.
Снижение числа ацетилхолиновых рецепторов ведет к уменьшению потенциала концевой
пластинки, поэтому в мышцах не генерируется потенциал действия.

17.

Синдром Ламберта-Итона
Синдром Ламберта-Итона — аутоиммунное заболевание, обусловленное
поражением пресинаптической мембраны двигательных нервных окончаний и
ассоциированное со злокачественными неоплазиями и аутоиммунной
патологией. Главным проявлением синдрома является чрезмерная утомляемость
и понижение силы мышц, выраженное преимущественно в верхних отделах ног.
Причины синдрома Ламберта-Итона
Синдром развивается на фоне злокачественных неоплазий (рак легких, рак
желудка, колоректальный рак и др.) и аутоиммунных процессов (ревматоидный
артрит, аутоиммунный тиреоидит и пр.).
У 90% пациентов были выявлены антитела к кальциевым каналам, входящим в
структуру, как опухолевых клеток, так и окончаний двигательных нервных
волокон. Предположительно мишенью аутоиммунной атаки является
пресинаптическая мембрана нервно-мышечного синапса. Ее поражение
приводит к уменьшению высвобождения ацетилхолина — медиатора нервномышечной передачи. Результатом является нарушение прохождения
возбуждения от нервного волокна к мышечной ткани, что клинически
проявляется утомляемостью и слабостью мышц.
Лечение состоит в удалении опухоли (при ее обнаружении), проведении
иммунносупрессивной терапии и сеансов плазмафереза, назначении
фармпрепаратов, облегчающих прохождение нервных импульсов по нервномышечному синапсу.

18.

Ботулизм – острая токсикоинфекция, развивающаяся под действием токсина,
вырабатываемого спорообразующей анаэробной бактерией Clostridium
botulinum.
Ботулинический токсин (БТ) сильный органический нейротоксин. В основе
ботулизма лежит блок выделения квантов ацетилхолинов из терминалей
аксонов в холинергических синапсах.

19.

белки, обеспечивающие экзоцитоз медиатора:
синаптобревин, синтаксин, SNAP-25.

20.

Боковой амиотрофический склероз (БАС) представляет собой идиопатическое
нейродегенеративное заболевание, развивающееся в результате избирательного
поражения периферических мотонейронов передних рогов спинного мозга и
двигательных ядер ствола мозга, а также корковых мотонейронов и боковых столбов
спинного мозга. Имеет прогрессирующее хроническое течение, сопровождающееся
парезом конечностей, с последующей атрофией мышц.
Несмотря на то, что данное заболевание изучается более ста лет, вопросы этиологии и патогенеза
остаются открытыми. Примерно в 5–10 % случаев - наследственные формы заболевания, остальные же
(95–90 % случаев) спорадическими проявлениями заболевания. Считается, что они вызываются
вирусами, и протекают по типу медленной инфекции.
В развитии БАС ключевую роль играет повышение активности глутаматергической системы. Избыток
глутаминовой кислоты вызывает перевозбуждение и гибель нейронов.
Различают следующие формы БАС – пояснично-крестцовая; – шейно-грудная; – бульбарная – высокая
или же центральная
Данная классификация построена на основании того, какие мотонейроны преимущественно
поражаются в начале заболевания. В дальнейшем в патологический процесс вовлекаются все новые и
новые мотонейроны на различных уровнях.