Лекция 1 нор физ

1. ФИЗИОЛОГИЯ ВОЗБУДИМЫХ ТКАНЕЙ

2. ВОЗБУДИМЫЕ ТКАНИ

Нервная ткань
Мышечная ткань
Секреторная ткань
реагируют на стимуляцию специфическим ответом - ВОЗБУЖДЕНИЕМ
генерация импульса
(потенциал
действия) в ответ
на стимуляцию
генерация потенциала
действия, что
сопровождается
мышечным
сокращением
генерация потенциала
действия, что ведет к
секреции гормонов
Электрические сигналы (импульсы) необходимы для быстрой передачи
информации между нейронами или от нейрона к другим возбудимым тканям –
мышцам и секреторным клеткам
Электрические сигналы более быстрые в отношение достигаемого эффекта и
более таргетные в отношение мишени в сравнении с химической передачей
информации
Все виды биологических потенциалов формируются на базе мембранного
потенциала покоя (ММП).

3.

4.

СВОЙСТВА МЕМБРАНЫ:
1. Полярность – внутренняя сторона
мембраны заряжена отрицательно за счет
высокого
содержания
белков-анионов,
наружная сторона мембраны заряжена
положительно за счет высокого содержания
ионов натрия;
2. Полупроницаемость – с состоянии покоя
мембрана имеет высокую проницаемость для
ионов калия и низкую – для натрия;
3. Динамичность за счет латеральной
диффузии и флип-флоп переходов молекул
липидов и белков.

5.

ФУНКЦИИ МЕМБРАНЫ:
1.Барьерная;
2.Транспортная – за счет образования ионных
каналов;
3.Рецепторная;
4.Ферментативная;
5.Генерация и проведение биопотенциалов;
6.Иммунологическая.

6.

ИОННЫЕ КАНАЛЫ :
-неспецифические каналы (каналы утечки) - поры в слое
фосфолипидов, не имеют ворот и, поэтому, всегда открыты.
Проницаемы для ионов калия. Участвуют в создании мембранного
потенциала покоя;
- специфические
каналы
имеют
воротный
механизм,
представленный белковыми структурами. Специфические каналы
могут находиться в открытом и закрытом состоянии.
Специфические каналы можно разделить на две группы:
- потенциал-управляемые (открываются под действием изменения
мембранного потенциала – при деполяризации) - ответственны за
формирование потенциала действия;
лиганд-управляемые
(открываются,
когда
медиатор
взаимодействуют с рецепторными участками белковых молекул,
формирующих канал, что изменяет конформацию белка и ведет к
открытию ворот. В результате происходит генерация потенциала,
сила которого пропорциональна количеству медиатора.

7. ВИДЫ ТРАНСПОРТА ЧЕРЕЗ КЛЕТОЧНУЮ МЕМБРАНУ

(без затраты энерги АТФ)
1. диффузия:
через липидную мембрану характерна для малых неполярных молекул
(Например: углекислый газ, аммиак, мочевина, этанол),
через белковые каналы (неселективные - ограничение - размер, селективные пропускают лишь определенные ионы )
2. облегченная диффузия
(с помощью белков-переносчиков -транслоказ по градиенту концентрации.
Особенность
- высокая селективность, высокая скорость переноса и
насыщаемость).
3. фильтрация (транспорт жидкости, ведущая сила - градиент давлений);
Напримеры:фильтрация жидкости через капилляры, фильтрация жидкости в
нефроне - образование первичной мочи.
4. осмос - диффузия растворителя (воды) через полупроницаемую мембрану
в область более высокой концентрации растворяемого вещества из области
меньшей концентрации растворенного вещества. Например: гемолиз
эритроцитов в гипотоническом растворе, слабительное действие английской
соли, поддержание тургора тканей

8.

9. активный транспорт (с затратами энергии АТФ, против градиента концентраций)

• первичный активнй транспорт
использует энергию АТФ и создает
градиент концентраций
Например: помпы - Са-АТФ-аза, НАТФ-аза
вторичный активный транспорт:
для работы вторичного транспорта
неоходим градиент концентраций (для
создания которого тратилась АТФ)
-унипорт - движение молекул/ионов в
одном направлении без сопряженного
транспорта других веществ. Пример:
потенциал-зависимый Na-канал;
• -симпорт - совместное однонаправленное
движение двух молекул с помощью
переносчика.
Пример:
совместный
перенос ионов натрия и глюкозы в
энтероциты в стенках тонкого кишечника
• -антипорт - перемещение двух веществ в
разных
направлениях
через
один
переносчик. Пример:
Na/K-АТФ-аза;
Транспорт Na, H при транспорте
аминокислот и дисахаридов.

10.

11. БИОПОТЕНЦИАЛЫ. МЕМБРАННЫЙ ПОТЕНЦИАЛ ПОКОЯ.

Биопотенциалы – электрический ток в живых тканях.
Виды биопотенциалов:
-ММП – мембранный потенциал покоя;
МПП – разность потенциалов (зарядов) между
и
поверхностями
мембраны в состоянии покоя.
МЕМБРАННЫЙ ПОТЕНЦИАЛ ПОКОЯ базируется на:
1. избирательной проницаемости мембраны (ионная асимметрия);
.
2. работе неспецифических каналов (каналов утечки - калиевые каналы), открытых
всегда. Ведущая сила диффузии ионов через открытые ионные каналы – разница
концентраций.
3. Na-K-АТФ-аза поддерживает асимметрию ионов по разные строны мембраны путем
закачивания калия в клетку и выкачке ионов натрия из клетки

12. Величина МПП для различных тканей:

1.Для нервной ткани составляет -70 мВт;
2.Для скелетной мускулатуры -80 мВт;
3.Для миокарда -90 мВт;
4.Для гладкомышечных клеток -50мВт

13.

• 1
- способность отвечать на возбуждение быстрым
изменением мембранного потенциала покоя;
• 2.
- способность к проведению возбуждения;
• 3.
- способность к воспроизведению ритма раздражения;
• 4.
- временная невозбудимость тканей.
способность к укорочению (мышечная ткань);
способность к самовозбуждению или генерации потенциала
действия (миокард, гладкомышечные клетки)

14. потенциал действия - ПД

15.

16.

17.

18. законы возбуждения

- возбуждение возникает при действии раздражителя
пороговой или сверхпороговой силы (сильных или сверхсильных)
Порог - минимальная сила раздражения, способная вызвать возбуждение
- возбуждение возникает при минимальном
необходимом времени действия раздражителя (полезное время)
• Между
раздражителя и
зависимость
его действия существует

19.

• закон «все или ничего» - ПД возникает,
и его амплитуда не зависит от
силы раздражителя
).
• Если
, критический
деполярзации не достигается, не генерируется ПД (
)
уровень

20.

21. ЛАБИЛЬНОСТЬ

к
способность
воспроизведению
максимального ритма
ПД.
• Чем короче ПД (
), тем
лабильность.
выше
Примеры лабильности:
-для мышечной ткани - 150-300 Гц
(рефрактерный период - 4-5 мс)
-для мионервального синапса 75-150 Гц (рефрактерный период 810 мс);
- для нервной ткани - до 1000 Гц
(рефрактерный период 1-2 мс)

22.

23. механизм проведения возбуждения по нервным волокнам

механизм проведения сальтаторный
Преимущества:
-высокая скорость;
-экономичность.
механизм проведения локальные токи
Особенности:
-с затуханием;
-медленно.

24. законы проведения возбуждения по нервному волокну

1. закон изолированного проведения возбуждения;
2. закон анатомической и физиологической
целостности;
3. закон двустороннего проведения возбуждения
по волокну (от тела нервной клетки к
терминалям), так и антидромно (в
противоположном направлении);
4. закон бездекрементного проведения
возбуждения;
5. закон относительной неутомляемости;

25. ПАРАБИОЗ

ПАРАБИОЗ - снижение лабильности под
действием повреждающего фактора.
При
парабиозе
развивается
состояние
неразвивающегося возбуждения в месте
воздействия повреждающего фактора
ФАЗЫ ПАРАБИОЗА:
-уравнительная;
-парадоксальная;
-тормозная

26.

27. ФИЗИОЛОГИЯ СИНАПСОВ

Синапс - специализированная структура в месте контакта двух клеток
возбудимых тканей. Синапс служит для проведения нервного импульса
имежду возбудимыми клетками.
Синапсы по местоположению:
-нейро-нейрональные;
-нервно-мышечные;
-нейро-секреторные

28. КЛАССИФИКАЦИЯ СИНАПСОВ в зависимости от механизма передачи нервного импульса

• ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ
(щелевые контакты)
• ХИМИЧЕСКИЕ
особенности:
особенности:
-малый размер щелевого контакта - 3,8нм;
-двустороннее проведение возуждения;
- быстрые (нет синаптической задержки);
- в ЦНС - 1% от всех видов синапсов
-размер синаптической щели - 30 нм;
-одностороннее проведение;
-возможность модификации;
-более медленные (синаптическая
задержка - 0,5 мс);

29. классификация химических синапсов

аксо-соматический
синапс
аксо-дендритный
синапс
аксо-аксональный
синапс
синапсы могут быть классифицированы по виду нейротрансмиттера:
ацетилхолин - холинергические синапсы;
норадреналин - адренергические;
глутамат - глутаматергические;
серотонин - серотонинергические
ГАМК - ГАМКергические ...
синапсы могут быть классифицированы по характеру действия :
тормозные (медиаторы-ГАМК и глицин, механизм - гиперполяризация)
и возбуждающие (медиаторы - ацетилхолин, дофамин,
норадреналин..., механизм - деполяризация)

30.

31. механизм синаптической передачи

распространение ПД инициирует вход ионов кальция в пресинаптическую
мембрану из внеклеточной жидкости, активирует движение везикул
выход молекул нейромедиатора из везикул в синаптическую щель
взаимодействие молекул нейромедиатора с рецепторами на постсинаптической
мембране
вход ионов натрия в
постсинаптическую мембрану;
формирование возбуждающего
постсинаптического потенциала
(ВПСП). При суммации ВПСП
отмечается генерация ПД.
выход ионов калия из постсинаптической
мембраны или вход ионов хлора в нее;
формирование тормозного
постсинаптического потенциала (ТПСП).
Ведущий механизм - гиперполяризация.

32.

33. ФИЗИОЛОГИЯ МЫШЕЧНОЙ ТКАНИ

классификация мышечной ткани:

34.

35. Скелетная мышца

36. Благодаря работе скелетных мышц происходит:

• Передвижение организма в пространстве
(локомоция)
• Перемещение частей тела друг
относительно друга
• Поддержание позы
• Выработка тепла, поддержание постоянной
температуры тела

37. Уровни структурной организации скелетных мышц

38.

МЫШЕЧНОЕ ВОЛОКНО

39.

40.

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

41.

42. Строение молекулы миозина

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.

43.

АКТИН
тропонин
тропомиозин
G - актин

44. Последовательность процессов при мышечном сокращении

Деполяризация постсинаптической мембраны и генерация ПД.
Распространение ПД по плазмолемме МВ. Активация дигидропиридиновых
(ДГПР) рецепторов на поверхности триад.
Активация ДГПР рецепторов активирует рианодиновые рецепторы (РР) на
поверхности саркоплазматического ретикулюма, связанных с кальцием.
Выброс Ca2+ из саркоплазматического ретикулюма, повышение его
концентрации в сарколемме.
Связывание Ca2+ с тропонином тонких нитей. Отменяется ингибиторный
эффект тропомиозина.
Взаимодействие тонких и толстых нитей (формирование мостиков), появление
тянущего усилия и скольжение нитей относительно друг друга.
Цикл взаимодействия нитей.
Укорочение саркомеров и сокращение МВ.
Возвращение кальция в саркоплазматический ретикулюм, снижение его
концентрации в сарколемме. Рассоединение актина и миозина. Расслабление.

45.

ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЕ СОПРЯЖЕНИЕ
Переход от электрического возбуждения к сокращению
Главный посредник этого процесса – ионы кальция, высвобождающиеся из
депо – саркоплазматического ретикулюма

46. Цикл взаимодействия нитей

47.

А
Д
Ф
Р

48.

Са2+
Са2+
Са2+
А
Д
Ф
Р

49.

Са2+
Са2+
Са2+
А
Д
Ф
Р
А
Д
Ф
Р

50.

Са2+
Са2+
Са2+
А
Д
Ф
Р

51.

Са2+
Са2+
Са2+
Са2+
Са2+
А
Д
Ф
Са2+

52.

Са2+
Са2+
Са2+
А
Д
Ф
АТФ

53.

Са2+
Са2+
Са2+
АТФ
АТФ
АТФ

54.

Са2+
Са2+
Са2+
А
Д
АТФ
Ф
Р

55.

Са2+
Са2+
Са2+
А
Д
Ф
Р
А
Д
Ф
Р

56.

ЦИКЛ ФОРМИРОВАНИЯ АКТИН-МИОЗИНОВЫХ
МОСТИКОВ
1. Ионы кальция освобождаются из СПР, возрастает их концентрация в
сарколемме.
2. Ионы кальция открывают активные центры связывания на актине, меняя
конфигурацию тропонин-тропомиозинового комплекса.
3. Миозин связывается с актином, используя энергию гидролиза АТФ.
4. Рабочий ход мостика является причиной скольжения тонких филаментов
вдоль толстых, способствуя укорочению мышечного волокна. Гидролиз
АТФ до АДФ и фосфата.
5. Присоединение новой молекулы АТФ к головке миозина, что ведет к
рассоединению с актином.
6. Гидролиз АТФ ведет к перезарядке
рассоединению с актином.
7. Возврат кальция обратно в СПР
головке миозина, что ведет к

57.

58. ТЕОРИЯ «СКОЛЬЗЯЩИХ НИТЕЙ»

• Мышца
сокращается
благодаря
укорочению
множества
последовательно
соединенных
саркомеров в миофибрилле
• Во время сокращения сами актиновые и
миозиновые нити не укорачиваются
• Актиновые
нити
скользят
вдоль
миозиновых к центру саркомера, за
счет «гребных» движений головок
миозина
• Головки периодически прикрепляются к
актиновым
нитям,
образуя
т.н.
«мостики»

59.

60. Одиночное и тетаническое сокращение скелетной мышцы

61. Опыты с тетаническим сокращением

62.

63. ПОПЕРЕЧНО-ПОЛОСАТАЯ МЫШЕЧНАЯ ТКАНЬ

• «КРАСНЫЕ»
МЕДЛЕННЫЕ
• «БЕЛЫЕ» БЫСТРЫЕ
-ВЫСОКОПОРОГОВЫЕ;
• -БЫСТРО УТМОЛЯЕМЫЕ
• СОДЕРЖАТ ГЛИКОГЕН;
• -ИСПОЛЬЗУЮТ
АНАЭРОБНЫЙ ГЛИКОЛИЗ;
• -СОДЕРЖАТ МАЛО
МИТОХОНДРИЙ
• -СОДЕРЖАТ МАЛО
КАПИЛЛЯРОВ;
-СОДЕРЖАТ МИОГЛОБИН;
• -ИСПОЛЬЗУЮТ
КИСЛОРОД;
• -НИЗКОПОРОГОВЫЕ;
- МЕДЛЕННОУТОМЛЯЕМЫЕ;
• -СОДЕРЖАТ МНОГО
МИТОХОНДРИЙ:
• -СОДЕРЖАТ МНОГО
КАПИЛЛЯРОВ

64. ДВИГАТЕЛЬНАЯ ЕДИНИЦА

Комплекс, включающий один мотонейрон, иннервирующих мышечные волокна
КЛАССИФИКАЦИЯ ПО ЧИСЛУ
ДВИГАТЕЛЬНЫХ ЕДИНИЦ:
-высокая плотность двигательных единиц
на одну мышцу. 1 мотонейрн иннервирует 1025
волокон.
Обеспечивает
тонкие
двигательные акты;
-низкая плотность двигательных единиц
на одну мышцу. 1 мотонейрон иннервирует
до 1000 мышечных волокон. Обеспечивает
контроль мышц, поддеривающих позу, а
также осуществляющих «грубые» движения

65. Энергетическое обеспечение работы скелетных мышц

66. Особенности сокращения гладкомышечных клеток

Сокращение гладкомышечной
клетки
Последовательность событий при
сокращении гладкой и скелетной
мышцы

67. Свойства гладких мышц

• Функциональный синцитий
• Пластичность (тонус)
• Автоматия
• Электрическая активность
• Длительный латентный период
• Продолжительное сокращение
• Экономичность работы, низкая утомляемость
• Зависимость от физиологически активных
веществ