1) Афферентные проводники (дендриты);2) эфферентные проводники (аксон).

ЭЛЕКТРОГЕНЕЗ Вторым, по значению, свойством нейрона является электрогенез - т.е. формирование электрической активности нейрона.Два вида активности : Спонтанная активность и вызвання активность

Спонтанная активность- это самопроизвольная активность.

Вызванная активность-возникает под действием раздражителей

Исходно все нейроны могут быть разделены на: спонтанно-активные ( фоноактивные нейроны ), молчащие нейроны ( не фоноактивные нейроны ).

Фоноактивные нейроны - это такие нейроны, которые продуцируют потенциалы действия спонтанно, без внешних раздражителей, вследствие особенностей своего обмена веществ. Кроме того спонтанная активность нейрона нередко обусловлена спонтанной активностью его рецепторного аппарата.

Молчащие нейроны - это такие нейроны, которые без внешнего стимула не отвечают потенциалом действия.

Спонтанно-активные нейроны тоже меняют свою активную деятельность под действием раздражителя.

По своей исходной активности могут быть разделены на три группы:

1. Группы нейронов, которые обладают спонтанной одиночной активностью ( в состоянии покоя ).

2. Нейроны с более организованной спонтанной активностью. Они обладают "пачковой" спонтанной активностью. Обычно в "пачке" электрической активности насчитывается 5-6 пиков потенциала действия. Обычно межимпульсовый интервал, т.е. временной интервал между импульсами в "пачке", составляет от 1 до 3 миллисекунд. Между "пачками" интервал варьирует в пределах 15-120 миллисекунд.

3. Спонтанные нейроны обладают групповой активностью. Обычно в группе нейронов насчитывают от 6 до 20 импульсов. Группой они кодируют информацию очень сложно и межинтервальное время колеблется внутри "пачки" от 3 до 30 миллисекунд, время формирования между группами колеблется от 50 до 200 миллисекунд.

Электрическая активность клетки отражает кодировку информации, которую нейрон либо воспринимает и кодирует, либо производит и, кодируя ее на электрический язык, передает по аксону другой клетке. Т.е. электрическая активность - это кодировка информации.

Существует несколько видов кодировки информации:

1. неимпульсная кодировка информации

2. импульсная кодировка информации

Группа нейронов способна к пространственно-временной кодировке информации.

Неимпульсная кодировка информации - это кодировка информации за счет изменения уровня потенциала мембраны и КУД.

При действии постоянного тока на ткань нейрон использует оба приема неимпульсной кодировки информации. Кодировка проявляется функционально - изменением возбудимости.

Импульсная кодировка информации осуществляется за счет изменения частотных характеристик и конфигурации импульсов при ответной реакции.

При вызванной электрической активностьи информация кодируется межимпульсными интервалами, а так же продолжительностью латентного /скрытого/ периода (период от нанесения раздражения до появления активной реакции).

Физиология нервных проводников

Нервные проводники обладают 2-мя важнейшими физиологическими свойствами: возбудимостью и проводимостью.

Прежде всего они отличаются друг от друга проводимостью (способностью проводить возникшее возбуждение). Мерой проводимости является скорость проведения возбуждения. Скорость проведения возбуждения зависит от толщины проводника (чем толще проводник, тем больше скорость проведения возбуждения).

Все волокна по толщине, а значит и по скорости проведения возбуждения, могут быть разделены на 3 группы: А, В, С.

Волокна А и В относятся к миелинизированным волокнам, а волокна С -немиелинизированные.

Волокна группы А делятся на 4 подгруппы:

1)А-альфа. Диаметр=13-22 мк; скорость проведения 70-120 м/с. К ним относятся эфферентные волокна скелетных мышц, кроме того афферентные волокна от рецепторов мыщц (мышечных веретён);

2)А-бета. Диаметр=8-13 мк; скорость- 40-70 м/с. К ним относятся афферентные волокна от рецепторов давления и тактильных рецепторов (воспринимающих прикосновение);

3)А-гамма. Диаметр=4-8 мкм; скорость проведения возбуждения 15-40 м/с. К ним относится большое число афферентных волокон;

4)А-дельта. Диаметр=1-4 мкм; скорость проведения возбуждения 5-15 м/с. К ним относятся афферентные волокна от рецепторов боли и температур

Волокна В - это преганглионарные волокна вегетативной нервной системы.

Волокна С - это постганглионарные волокна вегетативной нервной системы.

Законы проведения возбуждения

1.Закон двухстороннего проведения.В изолированном нервном проводнике возбуждение распространяется в лвух направлениях

2.Закон физиологической целосности /анодный блок,катодическая депрессия-анатомическая целостность сохранена, физиологическая нарушена/

3.Закон изолированного проведения возбуждения/возбуждение не переходит с волокна на волокно,изоляция-швановские клетки/

Механизмы проведения возбуждения

В безмякотных волокнах - последовательно за счет разности потенциалов между возбужденным и невозбужденным участком. В мякотных волокнах- скачкообразно/сальтоторно/, может через 2-3 перехвата Ранье.

ПАРАБИОЗ

Парабиоз - означает "около жизни". Он возникает при действии на нервы парабиотических раздражителей ( аммиак, кислота, жирорастворители, КCl и т.д.), этот раздражитель меняет лабильность, снижает ее. Причем снижает ее фазно, постепенно.

Фазы парабиоза:

1. Сначала наблюдается уравнительная фаза парабиоза. Обычно сильный раздражитель дает сильный ответ, а меньший - меньший. Здесь наблюдаются одинаково слабые ответы на различные по силе раздражители( Демонстрация графика).

2. Вторая фаза - парадоксальная фаза парабиоза. Сильный раздражитель дает слабый ответ, слабый - сильный ответ.

3. Третья фаза - тормозная фаза парабиоза. И на слабый и на сильный раздражитель ответа нет. Это связано с изменением лабильности.

Первая и вторая фаза - обратимые, т.е. при прекращении действия парабиотического агента ткань восстанавливается до нормального состояния, до исходного уровня.

Третья фаза - не обратимая, тормозная фаза через короткий промежуток времени переходит в гибель ткани.

Механизмы возникновения парабиотических фаз

1. Развитие парабиоза обусловлено тем, что под действием повреждающего фактора происходит снижение лабильности, функциональной подвижности. Это лежит в основе ответов, которые называют фазы парабиоза.

2. В нормальном состоянии ткань подчиняется закону силы раздражения. Чем больше сила раздражения, тем больше ответ. Существует раздражитель, который вызывает максимальный ответ. И эту величину обозначают как оптимум частоты и силы раздражения.

Если эту частоту или силу раздражителя превысить, то ответная реакция снижается. Это явление - пессимум частоты или силы раздражения.

3. Величина оптимума совпадает с величиной лабильности. Т.к. лабильность - это максимальная способность ткани, максимально большой ответ ткани. Если лабильность меняется, то величины, на которых вместо оптимума развивается пессимум, сдвигаются. Если изменить лабильность ткани, то та частота, которая вызывала оптимум ответа, теперь будет вызывать пессимум.

Биологическое значение парабиоза

Открытие Введенским парабиоза на нервно-мышечном препарате в лабораторных условиях имело колоссальные последствия для медицины:

1. Показал, что явление смерти не мгновенно, существует переходный период между жизнью и смертью.

2. Этот переход осуществляется пофазно.

3. Первая и вторая фазы обратимы, а третья не обратимая.

Эти открытия привели в медицине к понятиям - клиническая смерть, биологическая смерть.

Клиническая смерть - это обратимое состояние.

Биологическая смерть - необратимое состояние.

Как только сформировалось понятие "клиническая смерть", то появилась новая наука - реаниматология ( "ре" - возвратный предлог, "анима" - жизнь).

НЕЙРОСЕКРЕЦИЯ

Нейросекреция - это способность нейрона синтезировать различные химические соединения, которые обладают биологической активностью.

Т.е. такие соединения в малых концентрациях способны вызвать физиологический ответ (т.е. изменение деятельности других клеток или тканей). Малые концентрации - 10 в -8 - 10 в -6 степени грамм/литр.

Нейроны выделяют с помощью нейросекрета две группы веществ:

1. нейрогормоны - они выделяются специализированным нейроном, его телом, аксоном в межклеточную жидкость, во внутреннюю среду организма и там вызывают изменения, воздействуя на специфические для них клеточные рецепторы. О нейрогормонах - см. "Гормональная регуляция" (лекции через 3).

2. медиаторы - это тоже биологически активные вещества, они также синтезируются в нервных клетках. Однако, они выделяются не везде. Они концентрируются и выделяются только в месте контакта нейрона с другими клетками.

Контакт нейрона с другими клетками называется синапс.

СИНАПС.

Строение, передача возбуждения в синапсе

Строение синапса: (демонстрация рисунка)

Синапсы делятся по способу передачи возбуждения на

1. синапсы с электрической передачей возбкждения

2. синапсы с химической передачей возбуждения

Первая группа синапсов немногочисленна до 1-3% от общего числа. Не известны пути влияния на процесс проведения. Полробности - УЧЕБНИК.

Вторая группа - синапсы с химической передачей. Строение.

3. Пресинаптическая мембрана - аксон, подходя к объекту иннервции, распадается на терминали, на тончайшие нервные волоконца, которыезаканчиваются небольшим утолщеним.

Свойства пресинаптической мембраны:

а) содержит медиатор - находится в везикулах. У каждого конкретного синапса всегда один и тот же медиатор, т.е. какой медиатор в данном синапсе генетически запрограммирован. Один конкретный синапс - мономедиаторен.

б) область пресинаптической мембраны электровозбудима - она возбуждается и мембрана деполяризуется, если в эту область по аксону к терминали приходит потенциал действия.

в) область пресинаптической мембраны - хемоневозбудима. Химическим путем мембрану не возбудить.

У каждого медиатора существует целая система синтеза в нейроне. Медиатор образуется в теле нейрона и диффундирует по аксону(аксональный ток), накапливается в области пресинаптической мембраны, частично медиатор образуется в области пресинаптической мембраны). Второй путь накопления медиатора в синапсе -аптейк - обратный захват медиатора областью пресинаптической мембраны, это - высокоэнергетический процесс.

В области пресинаптической мембраны медиатор прочно «упоковывается» в везикулы, которые в покое прочно связаны с цитоскелетом клетки.

2. Постсинаптическая мембрана - это мембрана второй клетки, иннервируемой клетки..

Субсинаптическая мембрана - участок постсинаптической мембраны, на котором её свойства выражены максимально.

Свойства субсинаптической мембраны :

а) она хемовозбудима. б) она электроневозбудима

в) она имеет большое число однотипных хеморецепторов, которые воспринимают действие медиатора и высокую концетрацию соответствующих ионных каналов(хемочувствительные,рецепторуправляемые каналы)

3. Синаптическая щель.

Размер 200-500 ангстрем/20-50 мкм(микрон)/,заполнена межклеточной жидкостью,существует периферический барьер/что это такое никто не знает/ препятствующий выходу медиатора за пределы синапса.

Механизм передачи возбуждения через синапс

Каждый отдельный синапс имеет один медиатор. Эта мономедиаторность генетически запрограммирована.

Когда возбуждение приходит в область пресинаптической мембраны, она деполяризуется, это

1.активирует кальциевые потенциалзависимые каналы N-типа, они медленные, быстро инактивируются.В клетку входит небольшое колочество кальция

2.Вошедший кальций связывается со специальным белком(кальций - связывающий белок)-синаптосин. Кальций активирует фосфолирирование нескольких молекул синаптосина, вызывая их конформацию, что приводит к ослаблению связей везикул с цитоскелетом клетки и они(везикулы) перемещаются к внутреней повехности пресинаптической и прилипает к ней. Это вызывает разрыв везикулов(ферментативный протеолиз). Паральлельно прилипание к мембране активирует мембранный белок- синаптопор, который выступает как переносчик медиатора через мембранулибо как белок - переносчик за счет конформации молекулы, либо образуя транспортый канал, либо вызывая экзоцитоз.

Медиатор диффундирует в синаптическую щель, он не выходит за пределы синаптической щели, т.к. сбоку имеются синаптические барьеры, которые препятствуют выходу медиатора за пределы синапса (что такое синаптические барьеры - неизвестно). Молекулы медиатора выделяются квантами. Количество выделившихся квантов зависит от силы и частоты раздражения, т.е. передача возбуждения в синапсе за счёт этого квантируется, она становится дискретной.

Молекулы медиатора идут в к постсинаптической мембране, в область субсинаптической мембраны которая имеет много однотипных хеморецепторов и образуют комплекс «медиатор -рецептор». Это вызывает активацию соответствующих рецепторуправляемых ионных каналов.

Все медиаторы можно разделить на возбуждающие медиаторы и тормозные медиаторы. Следовательно и синапсы делятся на возбуждающие и тормозные.

Возбуждающие медиаторы взаимодействуя с рецептором субсинаптической мембраны вызывают активацию натриевых каналов и формируют входящий натриевый ток, который вызывает возникновение частичной деполяризации,т.е рецепторный потенциал, который на уровне синапс обозначают как возбуждающийпостсинаптическй потенциал(ВПСП). Тормозной медиатор вызывает усиление входящего калиевого тока или входящего ток хлора, т.е.вызывает локальную гиперполяризацию. Это формирует тормозной постсинаптический потенциалТПСП).Рисунок. Конечный эффект(потециал действия или тормозной потенциал)формируется за счет суммации ВПСП или ТПСП.

В синапсе известно два вида суммации:

1. Пространственная суммация локальных очагов возбуждения (когда в пространстве суммируются эти локальные очаги и возникает потенциал действия);

2. временная суммация (когда на одни и те же рецепторы последовательно через короткие интервалы времени воздействуют новые порции медиатора и возникает как бы ступенечка - частичная деполяризация, она не окончилась, на нее наслаивается следующая частичная деполяризация и так поляризация достигает КУДа - временная суммация)

В дальнейшем комплекс «медиатор-рецептор» диссациирует. Если этого не происходит, то в возбуждающих синапсах возникает стойкая деполяризация по типу катодической депрессии, При этом данный рецептор перестает воспринимать какую-либо другую информацию.

Поэтому в нормальных, естественных условиях медиатор отсоединяется от рецепторов и разрушается ферментами(холинэстераза и т.д.), которые имеются в синапсе. Примерно 20-30% медиатора удаляется таким образом из синаптической щели.

Другой способ инактивации медиатора-аптейк-обратный захват пресинаптической мембраной . За сче этого синапс экономно расходует медиатор.

Характерные признаки процесса синаптической передачи: 1) Односторонний характер проведения возбуждения в синапсе от пре- к постсинаптической мембране; 2) Квантовый (парциальный) характер освобождения медиатора; 3) Количество квантов медиатора пропорционально частоте и силе приходящего к синапсу (пресинаптической мембране) нервного раздражения; 4) Синаптическая передача не подчиняется закону "всё или ничего"; 5) Синапс способен к суммации процессов возбуждения; 6) Проведение возбуждения в синапсе осуществляется с задержкой во времени (синаптическая задержка; её величину для центральных синапсов сейчас можно в клинике уже определять); 7) При многократном прохождении возбуждения через синапс возникает эффект облегчения проведения возбуждения - это связано с тем, что возникающее возбуждение наслаивается на остаточные процессы; 8) Для синапса характерно проведение возбуждения с декрементом (с ослаблением по силе); 9) Трансформация - способность синапса изменять частоту пришедшего раздражения (как правило, синапс резко снижает частоту пришедшего раздражения); 10) Лабильность синапса существенно меньше, чем у нервов; 11) Из всех звеньев рефлекторной дуги синапс - наиболее утомляемый и наиболее чувствительный к ядам и недостатку кислорода элемент цепи. Частное свойство:Длительное или очень сильное воздействие на синапс приводит к прекращению синаптической передачи, которое обусловлено истощением медиатора в области пресинаптической мембраны (эффект истощения).

Все вышеперечисленные закономерности характерны как для синапсов ЦНС, так и для периферических синапсов.

Медиаторы и синаптические рецепторы

медиаторы являются 1.приизводными аминокислот.Наиболее широко в ЦНС рапостранены медиаторы- амины: ацетилхолин-производное холина, катехоламины :адреналин,норадреналин, дофамин- производные тирозина, серотонин- производное триптофана, гистамин-производное гистидина, б. Другие производные аминокислот- гамма-аминомаслянная кислота.глицин. глютамин и др.2. Нейропептиды-эндорфины, энкефалины

Рецепторы субсмнаптической мембраны

Название рецептора определено медиатором с которым он взаимодействует:

Холинорецепторы, адренорецепторы,дофаминовые рецепторы, серотониновые /триптаминовые/ рецепторы, гистаминовые рецпторы,ГАМК-рецепторы,эндорфиновые рецепторы и тд.

Медиаторы обладают 2 видами действия

1.ионотропное-изменяют проницаемость каналов для ионов

2.метаботропное- через вторичные посредники запускат и тормозят соответствующие процессы в клетках.