1. Зависимость пороговой силы раздражителя от его скорости нарастания (з-н градиента). Явление аккомодации - pismo.netnado.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Моусош №16 Методическая разработка на тему 4 976.17kb.
Закон действия масс 1 118.37kb.
Опыт показал, что воздействия не мгновенны 1 249.7kb.
«Развитие интереса учащихся к предмету через интеграцию урочной деятельности... 1 179.18kb.
«Развитие двигательных качеств: силы, выносливости, скорости и ловкости... 1 92.08kb.
Урок по физике в 7 классе «Динамометр. Градуирование пружины и измерение... 1 30.03kb.
Кибернетическая зависимость 1 33.28kb.
13. Тормозные системы с гидравлическим приводом 1 29kb.
Некоторые свойства гравитационных полей 1 220.53kb.
Настоящее дополнение содержит информацию, необходимую для программирования... 4 874.97kb.
Война самое бесчеловечное явление (по повести Б. Васильева «А зори... 1 24.18kb.
Кафедра анестезиологии, реаниматологии и трансфузиологии фпк и ппс... 1 187.43kb.
Урок литературы «Война глазами детей» 1 78.68kb.
1. Зависимость пороговой силы раздражителя от его скорости нарастания (з-н градиента). - страница №1/3

билет №1
1.Зависимость пороговой силы раздражителя от его скорости нарастания (з-н градиента). Явление аккомодации.

-----Закон времени,(зависимость пороговой силы раздражителя от времени его дейст¬вия): раздражитель, вызывающий возбуждение, должен быть достаточно длительным, т.е. для того, чтобы вызвать возбуждение, он должен воздействовать на ткань не меньше некоторого минимального времени. В определенном диапазоне пороговая сила раздражителя находится в обратной (гиперболической) зависимости от длительности его действия – чем меньше по времени действует на ткань раздражитель, тем выше должна быть его пороговая сила, необходимая для инициации возбуждения.(кривая Гоорвега-Вейса-Лапика).

Кривая представляет собой отрезок гиперболы, ветви которой асимптотичны к линиям, параллельным осям координат (ось Х, или ось абсцисс отражает длительность стимула, а ось У, или оси ординат – отражает пороговую силу раздражителя, вызывающего возбуждение). На этой кривой можно выделить три области – правую, среднюю и левую.

Одна из этих областей (правая) свиде¬тельствует о том, что если раздражитель достаточно длительный, то его пороговая сила не зависит от его длительности. При этом минимальная сила такого достаточно длительного раздражителя, вызывающая возбуждение, получила название «реобаза». Иначе говоря, порог раздражения (возбуждения) и реобаза – это тождественные понятия, при условии, что длительность раздражителя достаточно большая.

Вторая область (средняя) кривой Гоорвега-Вейса-Лапика демонстрирует зависимость пороговой силы раздражителя от его длительности – чем меньше длительность, тем выше должна быть пороговая сила раздражителя, чтобы вызвать возбуждение. В связи с наличием такой зависимости было введено понятие «полезное время». Полезное время – это минимальное время, в течение которого раздражитель данной силы должен воздействовать на ткань, чтобы вызвать возбуждение. Полезное время для раздражителя, сила которого равна двум реобазам, получило специальное название – хронаксия.

Третья область (левая) кривой Гоорвега-Вейса-Лапика свидетельствует о том, что слишком короткие по длительности импульсы, какими бы сильными они не были, не способны вызвать возбуждение. Эта закономерность является теоретическим обоснованием применения токов высокой частоты для получения калорического эффекта.

Таким образом, в целом, закон времени отражает важную закономерность – для достижения критического уровня деполяризации (как необходимого условия генерации потенциала действия), необходимо определенное количество энергии, чтобы довести деполяризацию мембраны до критического уровня. Если этой энергии недостаточно, то возбуждение не произойдет.

-------Закон градиента.(лежит в основе аккомодации) Для того, чтобы раздражитель вызвал возбуждение, он должен нарастать (по силе) достаточно быстро. Если раздражитель нарастает медленно, то из-за развития аккомодации, т.е. инактивации натриевых каналов, порог раздражения возрастает, поэтому для инициации возбуждения величина стимула должна быть больше, чем если бы он нарастал мгновенно. Зависимость величины пороговой силы раздражителя от скорости его нарастания (также как и зависимость пороговой силы от длительности раздражителя) носит гиперболический характер. На кривой, подобной той, что установили Гоорвег, Вейс и Лапик, можно также выделить три области – правую, среднюю и левую.

Правая область свидетельствует о том, что при достаточно большой скорости нарастания силы раздражителя, его пороговая величина не зависит от скорости нарастания силы.

Средняя область кривой указывает на то, что при относительно низкой скорости нарастания силы раздражителя его пороговая величина находится в обратной зависимости от скорости нарастания – чем меньше скорость, тем выше порог.

Левая область кривой отражает важную закономерность – если скорость нарастания силы раздражителя меньше некоторой величины (ее называют минимальным градиентом), то такой раздражитель никогда не сможет вызывать возбуждение, каким бы сильным он не был.

В целом, закон градиента подтверждает важное положение мембранной теории электрогенеза о том, что при достаточно длительном воздействии подпороговых раздражителей может происходить инактивация натриевых каналов, что отражается в снижении критического уровня деполяризации. В этом отношении закон градиента близок к закону полярного действия тока Пфлюгера.

Практическое применение закона градиента. Для характеристики возбудимости предложено использовать минимальный градиент. Он отражает минимальную скорость нарастания раздражителя, при которой возбудимое образование еще способно ответить возбуждением на данный раздражитель. Как известно, возбудимость нерва выше, чем у скелетной мышцы. Поэтому нерв быстрее аккомодирует, чем мышца. Минимальный градиент у нерва будет выше, чем у мышцы (например, 10 мА/с против 2 мА/с).

2.Режим сокращения скелетных и гладких мышц.

СКЕЛЕТНЫЕ : В присутствии АТФ, но при низкой концентрации Са2+, составляющей 10–8 моль/л и меньше, волокно находится в расслабленном состоянии, т.е. головки миозина не образуют связи с актином. В момент увеличения концентрации Са2+ вблизи головок до 10–6-10–5 моль/л ферментативная активность головок многократно увеличивается и в той же мере возрастает гидролиз АТФ. В скелетных мышцах тяжи тропомиозина закрывают активные участки актинового филамента, препятствуя взаимодействию миозиновых головок с мономерами актина, тем самым предотвращая сокращение. Повышение концентрации Са2+ сопровождается его связыванием с тропонином. При этом молекулы комплекса тропонин-тропомиозин изменяют свое расположение таким образом, что обнажают активные участки на актиновом филаменте.
За счет освобождающейся энергии происходит связывание головок с нитью актина, изгибание «ножки» и вследствие этого актиновые филаменты продольно перемещаются относительно центрального миозинового стержня. Уменьшение же концентрации Са2+ до прежнего минимального уровня вызывает размыкание поперечных мостиков и возвращение мышечного волокна (всей мышцы) в исходное расслабленное состояние.

ГЛАДКИЕ: В механизме сокращения гладкой мышцы имеется особенность, отличающая его от механизма сокращения скелетной мышцы. Эта особенность заключается в том, что прежде, чем миозин гладкой мышцы сможет проявлять свою АТФазную активность, он должен быть фосфорилирован. Фосфорилирование и дефосфорилирование миозина наблюдается и в скелетной мышце, но в ней процесс фосфорилирования не является обязательным для активации АТФазной активности миозина. Механизм фосфорилирования миозина гладкой мышцы осуществляется следующим образом: ион Са2+ соединяется с кальмодулином (кальмодулин — рецептивный белок для иона Са2+). Возникающий комплекс активирует фермент — киназу легкой цепи миозина, который в свою очередь катализирует процесс фосфорилирования миозина. Затем происходит скольжение актина по отношению к миозину, составляющее основу сокращения. Отметим, что пусковым моментом для сокращения гладкой мышцы является присоединение иона Са2+ к кальмодулину, в то время как в скелетной и сердечной мышце пусковым моментом является присоединение Са2+ к тропонину.

3. Общие принципы работы химического синапса. Свойства химического синапса.

Химические синапсы можно классифицировать:

а) по форме контакта – терминальные (колбообразные соединения) и преходящие (ва¬рикозные расширения аксона);

б) по природе медиатора – холинергические (медиатор – ацетилхолин), адренергические (норадреналин, в отдельных случаях адреналин), дофамннергические (дофамин), серотнинергические (серотонин), ГАМК-ергические (медиатор – гамма-аминомасляная кислота), глицинергические (глицин), глютаматергические (глютамат), пептидергические (медиатор – пептиды, например, вещество Р), пуринергические (медиатор – АТФ), азотергические (медиатор – оксид азота NO) и другие.

. Химические синапсы (далее по тексту синапсы) представляют собой окончания аксона (терминальные синапсы) или его варикозную часть (проходящие синапсы).

Химический синапс состоит из трех компонентов (или элементов): пресинаптической части, постсинаптической части и синаптической щели. В пресинаптической части содержится медиатор (трансмиттер), который под влиянием нервного импульса выделяется в синаптическую щель и, связываясь с рецепторами в постсинаптической части, вызыва¬ет ряд физиологических эффектов, в том числе изменение ионной проницаемости постиснаптической мембраны, что приводит к ее деполяризации (в возбуждающих синапсах) или гиперполяризации (в тормозных синапсах).

Пресинаптическая часть (или пресинаптический элемент, пресинпас) образуется аксоном по его ходу (проходящий синапс) или представляет собой расширенную конечную часть аксона (концевой бутон). В ней содержатся митохондрии, агранулярная эндоплазматическая сеть, нейрофиламенты, нейротрубочки и синаптические пузырьки диаметром 20-65 нм, в которых находится нейромедиатор. Форма и характер содержимого пузырьков зависят от находящихся в них нейромедиаторов. Круглые светлые пузырьки обычно содержат ацетилхолин, пузырьки с компактным плотным центром – норадреналин, крупные плотные пузырьки со светлым подмембранным ободком – пептиды. Медиаторы вырабатываются в теле нейрона и механизмом быстрого аксонного транспорта переносятся в окончания аксона, где происходит их депонирование. Частично синаптические пузырьки образуются в самом синапсе путем отщепления от цистерн агранулярной эндоплазматической сети. На внутренней стороне плазмолеммы, обращенной к синаптической щели, т.е. пресинаптической мембраны имеется пресинаптическое уплотнение, образованное фибриллярной гексагональной белковой сетью, ячейки которой способствуют равномерному распрелению синаптических пузырьков по поверхности мембраны.

Постсинаптическая часть (или постсинаптический элемент) представлена постсинаптической мембраной, содержащей особые комплексы интегральных белков – синаптические рецепторы (мембранные рецепторы), связывающиеся с нейромедиатором. Мембрана утолщена за счет скопления под ней плотного филаментозного белкового материала (постсинаптическое уплотнение). По обе стороны от постсинаптической мембраны располгаются внестинаптические области, которые играют исключительно важную роль в процессах дальнейшего проведения возбуждения от постиснаптической мембраны.

Синаптическая щель – это еще один компонент синапса. Ее ширина обычно варьирут от 20-30 нм до 50 нм. Во многих синапсах синаптическая щель содержит поперчно расположенные гликопротеиновые интрасинаптические филаменты толщиной 5 нм, которые являются элементами специализированного гликокаликса. За счет этих элементов обеспечивается адгезивные связи пре- и постсинаптических частей, а также направленная диффузия медиатора.

Любой химический синапс, независимо от природы медиатора и хеморецептора, акти¬вируется под влиянием потенциала действия, распространяющегося к пресинапсу от тела нейро¬на. Под влиянием потенциала действия происходит деполяризация пресинаптической мембраны, что повышает проницаемость кальциевых каналов пресинаптической мембраны и приводит к увеличению входа в пресинапс ионов Са2+. В ответ на это происходит высвобождение (вы¬ход из пресинапса) 100-200 порций, или квантов, медиатора, что осуществляется путем экзоцитоза. Выйдя в синаптическую щель, медиатор взаимодействует со специфическими рецепторами постсинаптической мембраны. Во многих синапсах основная масса рецепторов – это ионотропные рецепторы. Активированные медиатором они непосредственно регулируют проницаемость ионных каналов постсинаптической мембраны. Кроме того, в ряде синапсов имеются метаботропные рецепторы, при активации которых (за счет вторичных посредников и протеинкиназ) меняется активность внутриклеточных белков-эффекторов, в том числе ионных каналов и ионных насосов. В целом, взаимодействие медиатора с постсинаптическими рецепторами изменяет ионную проницаемость. В синапсах, в которых осуществляется возбуждение постсинаптической структуры, обычно происходит повышение проницаемос¬ти для ионов Na+ или Cа2+, что вызывает деполяризацию постсинаптической мембраны. Эта депо-ляризация получила название – возбуждающий постсинаптический потенци¬ал, или ВПСП (в нервно-мышечном синапсе – потенциал концевой пластинки, или ПКП). Если его величина достигает критического уровня деполя¬ризации, то во внесинаптических областях генерируется ПД. В тормозных синапсах в результате взаимодействия медиа¬тора с рецепторами, наоборот, происходит гиперполяризация (за счет, например, увеличе¬ния проницаемости для ионов калия и хлора). Этот вид изменения мембранного потенциала получил название тормозной постсинаптический потенциал, или ТПСП. В гиперполяризованном состоянии клетка снижает свою возбу¬димость и благодаря этому прекращает отвечать на внешние раздражители или (если она обладала свойством автоматии) уменьшает спонтанную активность.

Одновременно, выделившийся в синаптическую щель медиатор может взаимодействовать с рецепторами, расположенными на пресинаптической мембране. Таким способом регулируется интенсивность последующего высвобождения медиатора, т.е. процесс экзоцитоза. Это получило название антидромного эффекта или явления обратной связи.

После каждого цикла проведения нервного импульса медиатор разрушается и с участием специфического фермента подвергается удалению. Например, ацетилхолин разрушается ацетилхолин-эстеразой, норадреналин – моноаминоксидазой (МАО) и катехол-0-метилтрансферазой (КОМТ). Одновременно происходит обратный захват медиатора (например, норадреналина) или продуктов его расщепления (например, холина при разрушении ацетилхолина) в пресинаптическую структуру (это называется нейрональный захват) либо в постсинаптическую структуру (экстранейрональный захват). Кроме того, снижение концентрации медиатора в синаптической щели достигается путем его простой диффузии во внесинаптические пространства.

--------Свойства химических синапсов. Механизм функционирования химических синапсов обеспечивает реализацию ряда свойств, характерных для ЦНС.

1. Односторонняя проводимость – одно из важнейших свойств химического синапса. Морфологическая и функциональная асимметрия синапса является предпосылкой для суще-ствования односторонней проводимости.

2. Наличие синаптической задержки: для того, чтобы в ответ на генерацию ПД в области пресинапса выделился медиатор, и произошло изменение постсинаптического потенциала (ВПСП или ТПСП), требуется определенное время (синаптическая задержка). В среднем ее продолжительность составляет 0,2-0,5 мс. Это очень короткий промежуток времени, но когда речь идет о ре¬флекторных дугах (нейронных сетях), состоящих из множества нейронов и синаптических связей, это латентное время суммируется и превращается в ощутимую величину, достигающую 300-500 мс. В ситуациях, встречающихся на автомобильных дорогах, это время оборачивается трагедией для водителя или пешехода.

3. Благодаря синаптическому процессу нервная клетка, управляющая данным постсинаптическим элементом (эффектором), может оказывать возбуждающее воздействие или, наоборот, тормозное (это определяется конкретным синапсом).

4. В синапсах существует явление отрицательной обратной связи – антидромный эф¬фект. Речь идет о том, что выделяемый в синаптическую щель медиатор может регулиро¬вать выделение следующей порции медиатора из этого же пресинаптического элемента пу¬тем воздействия на специфические рецепторы пресинаптической мембраны. Так, известно, что в адренергических синапсах имеются ?-адренорецепторы, взаимодействие норадреналина с кото¬рыми приводит к снижению выделения порции норадреналина при поступлении очередного сигнала к синапсу. На пресинаптической мембране обнаруживаются рецепторы и к другим веществам.

5. Эффективность передачи в синапсе зависит от интервала следования сигналов через синапс. Если этот интервал до некоторых пор уменьшать (учащать подачу импульса по аксону), то на каждый последующий ПД ответ постсинаптической мембраны (величина ВПСП или ТПСП) будет возрастать (до некоторого предела). Это явление облегчает пере¬дачу в синапсе, усиливает ответ постсинаптического элемента (объекта управления) на оче¬редной раздражитель; оно получило название «облегчение» или «потенциация». В основе его лежит накопление кальция внутри пресинапса.

Если частота следования сигнала через синапс очень большая, то из-за того, что медиатор не успевает разрушиться или удалиться из синаптической щели, возникает стойкая деполяризация или катодическая депрессия – снижение эффективности синаптической передачи. Это явление называется депрессией.

Если через синапс проходит много импульсов, то в конечном итоге постсинаптическая мембрана может уменьшить ответ на выделение очередной порции медиатора. Это называется явле¬нием десенситизации – утратой чувствительности. В определенной мере десенситизация похожа на процесс рефрактерности (утрата возбудимости).

Синапсы подвержены процессу утомления. Возможно, что в основе утомления, т.е. временного падения функциональных воз¬можностей синапса лежат такие процессы как а) истощение запасов медиатора, б) затруднение выделения медиатора, в) десенситизация постсинаптических рецепторов. С этой точки зрения утомление в синапсах можно рассматривать как интегральный показатель их функционирования.

билет №2

1.Пассивный транспорт веществ через мембрану (простая и облегченная диффузия)

---Пассивный транспорт. Различают два его вида – простую диффузию и облегченную диффузию. Механизмом простой диффузии осуществляется перенос мелких жирорастворимых молекул (О2, СО2, и других). Диффузия идет со скоростью, пропорциональной градиенту концентрации или градиенту напряжения транспортируемых веществ (в соответствии с законом Фика).

---Облеченная диффузия осуществляется через специфические каналы (в том числе специфические ионные каналы) или с участием специфических белков-переносчиков. В том и другом случае – эти структуры являются интегральными мембранными белками, а сам перенос вещества идет без затраты энергии – за счет химического или электрохимического градиента.

С помощью белков-переносчиков возбудимые клетки получают из внеклеточной среды аминокислоты, моносахара (например, глюкозу), которые транспортируются в клетку по градиенту концентрации. этот вид транспорта регулируется с участием гормонов, например, инсулина.

Ионные каналы – это интегральные белки мембраны, которые выполняют функцию транспортирующей частицы для соответствующего иона. их способность транспортировать ионы, т.е. ионная проницаемость, регулируется с помощью специальных механизмов, зависимых от уровня мембранного потенциала или от состояния специфических клеточных рецепторов, управляемых этими каналами.

Селективность ионного канала обеспечивается за счет геометрии канала (диаметр устьев, диаметр селективного фильтра), за счет внутриканально расположенных заряженных частиц.

Каждый ионный канал состоит из собственно транспортной системы и воротного механизма, который открывает канал на некоторое время в ответ на изменение мембранного потенциала, или в ответ на связывание сигнальной молекулы (лиганда) рецептором, либо на механическое воздействие. Таким образом, в ионном канале выделяют устье, селективный фильтр, ворота и меха¬низм управления воротами. При этом часть каналов управляется за счет разности потенциалов на мембране (потенциалзависимые ионные каналы) – для этого рядом с каналом имеется электрический сенсор, который в зависимости от величины мембранного потенциала либо открывает ворота каналов, либо держит их закрытыми. Второй вариант ионных каналов – рецепторуправляемые каналы. В этом случае ворота канала управляются за счет рецептора, расположенного на поверхности мембраны: при взаимодействии медиатора с этим рецептором может происходить открытие ионных каналов. Третий вариант ионных каналов – механоуправляемые каналы, проницаемость которых меняется под влиянием механической силы, прилагаемой к микроворсинке (например, как это происходит в волосковых клетках внутреннего уха).

Направленность потока ионов определяется химическим и электрохимическим градиентом.

2. Особенности мембранного потенциала и потенциала действия в гладких и скелетных мышцах.

----Мембранный потенциал представляет собой разность потенциалов между наружной и внутренней поверхностями мембраны возбудимой клетки в условиях ее покоя. В среднем у клеток возбудимых тканей МП достигает 50-80 мВ, со знаком минус внутри клетки.

Исследование природы мембранного потенциала показало, что во всех возбудимых клетках (нейроны, мышечные волокна, миокардиоциты, гладкомышечные клетки, гландулоциты) его наличие обусловлено преимущественно иона¬ми К+.

Ионы Na+ , входяшие в клетку в небольших количествах, частично уменьшают величину МП, а ионы Cl-, также входящие в клетку в условиях покоя, в определенной степени компенсируют это влияние ионов Na+. Кстати, в многочисленных экспериментах с различными возбудимыми клетками установлено, что чем выше проницаемость клеточной мембраны для ионов Na+ в условиях покоя, тем ниже величина МП. Именно этим обстоятельством объясняется сравнительно низкий уровень МП у многих гладкомышечных клеток. Но именно эта же причина позволяет гладкомышечным клеткам спонтанно генерировать потенциал действия.

-----Потенциал действия представляет собой кратковременное изменение разности потенциалов между на¬ружной и внутренней поверхностями мембраны (или между двумя точками ткани), возни¬кающее в момент возбуждения.

Форма внутриклеточно отводимых потенциалов действия и их амплитудно-временные характеристики зависят от вида возбуди¬мых клеток. Как уже отмечалось выше, нейроны, их отростки и у скелетно-мышечные волокна в процессе своего возбуждения генерируют пикообразные потенциалы. Гладкомышечные клетки могут также генерировать пикообразные потенциалы (например, миоциты матки крысы), но нередко они генерируют платообразные потенциалы, что, например, характерно для миоцитов матки беременных и рожающих женщин. Миокардиоциты желудочков сердца генерируют платообразный потенциал, а миоциты проводящей системы сердца – почти пикообразный потенциал При этом потенциал действия у гладких мышц длится секунды или даже минуты (миоциты матки беременных женщин), а у сердечной мышцы – 250-300 мс.

3.Характеристика холинорецептора в нервно-мышечном синапсе.Блокаторы синаптической передачи в нервно-мышечном синапсе.

Нервно-мышечные синапсы обеспечивают проведение возбуждения с нервного волокна на мышечное благодаря медиатору ацетилхолину, который при возбуждении нервного окончания переходит в синаптическую щель и действует на концевую пластинку мышечного волокна. В пресинаптической терминали образуется и скапливается в виде пузырьков ацетилхолин. При возбуждении электрическим импульсом, идущим по аксону, пресинаптической части синапса ее мембрана становится проницаемой для ацетилхолина.
Эта проницаемость возможна благодаря тому, что в результате деполяризации пресинаптической мембраны открываются ее кальциевые каналы. Ион Са2+ входит в пресинаптическую часть синапса из синаптической щели. Ацетилхолин высвобождается и проникает в синаптическую щель. Здесь он взаимодействует со своими рецепторами постсинаптической мембраны, принадлежащей мышечному волокну. Рецепторы, возбуждаясь, открывают белковый канал, встроенный в липидный слой мембраны. Через открытый канал внутрь мышечной клетки проникают ионы Na+, что приводит к деполяризации мембраны мышечной клетки, в результате развива­ется так называемый потенциал концевой пластинки (ПКП). Он вызывает генерацию потенциала действия мышечного волокна.

Нервно-мышечный синапс передает возбуждение в одном направлении: от нервного окончания к постсинаптической мембране мышечного волокна, что обусловлено наличием химического звена в механизме нервно-мышечной передачи.

Скорость проведения возбуждения через синапс намного меньше, чем по нервному волокну, так как здесь тратится время на активацию пресинаптической мембраны, переход через нее кальция, выделение ацетилхолина в синаптическую щель, деполяризацию постсинаптической мембраны, развитие ПКП.

Синаптическая передача возбуждения по сравнению с распространением потенциала действия имеет рад свойств:

1) наличие медиатора в пресинаптической части синапса;

2) относительная медиаторная специфичность синапса, т. е. каждый синапс имеет свой доминирующий медиатор;

3) возможность действия специфических блокирующих агентов на рецептирующие структуры постсинаптической мембраны;\

4) зависимость длительности активной фазы действия медиатора в синапсе от свойств медиатора;

5) односторонность проведения возбуждения;

6) наличие хемочувствительных рецепторуправляемых каналов постсинаптической мембраны;

7) увеличение выделения квантов медиатора в синаптическую щель пропорционально частоте приходящих по аксону импульсов;

8) зависимость увеличения эффективности синаптической передачи от частоты использования синапса («эффект тренировки»;

9) утомляемость синапса, развивающаяся в результате длительного высокочастотного его стимулирования. В этом случае утомление может быть обусловлено истощением и несвоевременным синтезом медиатора в пресинаптической части синапса.

Синаптические медиаторы являются веществами, которые имеют специфические инактиваторы. Например, ацетилхолин инактивируется ацетилхолинэстеразой. Неиспользованный медиатор и его фрагменты всасываются обратно в пресинаптическую часть синапса.

В нервно-мышечном синапсе в норме ацетилхолин действует на синаптическую мембрану короткое время (1—2 мс), так как сразу же начинает разрушаться ацетилхолинэстеразой. В случаях, когда этого не происходит и ацетилхолин не разрушается на протяжении сотни миллисекунд, его действие на мембрану прекращается и мембрана не деполяризуется, а гиперполяризуется и возбуждение через этот синапс блокируется.

-----Блокада нервно-мышечной передачи может быть вызвана следующими способами:

1) действие местноанестезирующих веществ, которые блокируют возбуждение в пресинаптической части;

2) блокада высвобождения медиатора в пресинаптической части (например, ботулинический токсин);

3) нарушение синтеза медиатора, например при действии гемихолиния;

4) блокада рецепторов ацетилхолина, например при действии бунгаротоксина;

5) вытеснение ацетилхолина из рецепторов, например действие кураре;

6) инактивация постсинаптической мембраны сукцинилхолином, декаметонием и др.;

7) угнетение холинэстеразы, что приводит к длительному сохранению ацетилхолина и вызывает глубокуюдеполяризацию и инактивацию рецепторов синапсов. Такой эффект наблюдается при действии фосфорорганических соединений.

Специально для снижения тонуса мышц, особенно при операциях, используют блокаду нервно-мышечной передачи миорелаксантами; деполяризующие мышечные релаксанты действуют на рецепторы субсинаптической мембраны (сукцинилхолин и др.), недеполяризующие мышечные релаксанты, устраняющие действие ацетилхолина на мембрану по конкуренции (препараты группы кураре).



билет №3
1.Возбудимые ткани.Общие свойства возбудимых тканей.

Физиологический покой и физиологическая активность. Биологические системы – живые организмы, органы, ткани и клетки – могут находиться в двух основных состояниях: в состоянии физиологического покоя и активности. Физиологический покой – это такое состояние, когда живой организм не проявляет признаков присущей ему деятельности при отсутствии специальных раздражающих воздействий извне. Но такое состояние относительно, так как в клетках, тканях и органах непрерывно совершаются сложные процессы обмена веществ.


Основным свойством любой ткани является раздражимость, т. е. способность ткани изменять свои физиологические свойства и проявлять функциональные отправления в ответ на действие раздражителей.

Раздражители – это факторы внешней или внутренней среды, действующие на возбудимые структуры.

Различают две группы раздражителей:

1) естественные (нервные импульсы, возникающие в нервных клетках и различных рецепторах);

2) искусственные: физические (механические – удар, укол; температурные – тепло, холод; электрический ток – переменный или постоянный), химические (кислоты, основания, эфиры и т. п.), физико-химические (осмотические – кристаллик хлорида натрия).

Классификация раздражителей по биологическому принципу:

1) адекватные, которые при минимальных энергетических затратах вызывают возбуждение ткани в естественных условиях существования организма;

2) неадекватные, которые вызывают в тканях возбуждение при достаточной силе и продолжительном воздействии.

К общим физиологическим свойствам тканей относятся:

1) возбудимость – способность живой ткани отвечать на действие достаточно сильного, быстрого и длительно действующего раздражителя изменением физиологических свойств и возникновением процесса возбуждения.

Мерой возбудимости является порог раздражения. Порог раздражения – это та минимальная сила раздражителя, которая впервые вызывает видимые ответные реакции. Так как порог раздражения характеризует и возбудимость, он может быть назван и порогом возбудимости. Раздражение меньшей интенсивности, не вызывающее ответные реакции, называют подпороговым;

2) проводимость – способность ткани передавать возникшее возбуждение за счет электрического сигнала от места раздражения по длине возбудимой ткани;

3) рефрактерность – временное снижение возбудимости одновременно с возникшим в ткани возбуждением. Рефрактерность бывает абсолютной (нет ответа ни на какой раздражитель) и относительной (возбудимость восстанавливается, и ткань отвечает на подпороговый или сверхпороговый раздражитель);

4) лабильность – способность возбудимой ткани реагировать на раздражение с определенной скоростью. Лабильность характеризуется максимальным числом волн возбуждения, возникающих в ткани в единицу времени (1 с) в точном соответствии с ритмом наносимых раздражений без явления трансформации.

----2.Современная теория мышечного сокращения и расслабления.

Сокращение — это изменение механического состояния миофибриллярного аппарата мышечных волокон под влиянием нервных импульсов.

В 1939 г В.А. Энгельгардтом и М.Н. Любимовой было установлено, что миозин обладает свойствами фермента аденозинтрифосфатазы, расщепляющей АТФ. Вскоре было установлено, что при взаимодействии актина с миозином образуется комплекс — актомиозин, ферментативная активность которого почти в 10 раз выше активности миозина (А. С. Уент - Дьорди, 1940). В этот период и начинается разработка современной теории мышечного сокращения, которая получила название теории скользящих нитей. Согласно этой теории «скольжения» в основе сокращения лежит взаимодействие между актиновыми и миозиновыми нитями миофибрилл вследствие образования поперечных мостиков между ними.

Во время скольжения сами актиновые и миозиновые нити не укорачиваются, но длина саркомера изменяется. В расслабленной, а тем более растянутой мышце активные нити располагаются дальше от центра саркомера, и длина саркомера больше. При изотоническом сокращении мышцы актиновые нити скользят по направлению к центру саркомера вдоль миозиновых нитей. Нити актина прикреплены к Z-мембране, тянут ее за собой, и саркомер укорачивается. Суммарное укорочение всех саркомеров вызывает укорочение миофибрилл, и мышца сокращается.

В настоящее время принята следующая модель скольжения нитей актина.

Импульс возбуждения по двигательному нейрону достигает нервно-мышечного синапса — концевой пластинки, где освобождается ацетилхолин, который взаимодействует с постсинаптической мембраной, и в мышечном волокне возникает потенциал действия, т.е. наступает возбуждение мышечного волокна.

При связывании ионов Са++ с тропонином (сферические молекулы которого «сидят» на цепях актина) последний деформируется, толкая тропомиозин в желобки между двумя цепями актина. При этом становится возможным взаимодействие актина с головками миозина и возникает сила сокращения. Головки миозина совершают «гребковые» движения и продвигают актиновую нить по направлению к центру саркомера.

Головок у миозиновых нитей множество, они тянут актиновую нить с объединенной, суммарной силой. При одинаковом гребковом движении головок саркомер укорачивается примерно на 1 % его длины (а при изотоническом сокращении саркомер мышцы может укорачиваться на 50 % длины за десятые доли секунды), следовательно, поперечные мостики должны совершать примерно 50 «гребковых» движений за тот же промежуток времени.

Совокупное укорочение последовательно расположенных саркомеров миофибрилл приводит к заметному сокращению мышцы. Одновременно происходит гидролиз АТФ. После окончания пика потенциала действия активируется кальциевый насос (Са — зависимая АТФ-аза) мембраны саркоплазматического ретикулума. За счет энергии, выделяющейся при расщеплении АТФ, кальциевый насос перекачивает ионы Са++ обратно в цистерны саркоплазматического ретикулума, где Са++ связывается белком кальсеквестрином.

Концентрация ионов Са++ в цитоплазме мышц снижается до 10-8 м, а в саркоплазматическом ретикулуме повышается до 10-3 м.

Снижение уровня Са++ в саркоплазме подавляет АТФ-азную активность актомиозина; при этом поперечные мостики миозина отсоединяются от актина. Происходит расслабление, удлинение мышц в результате пассивного движения (без затрат энергии).

Таким образом, сокращение и расслабление мышцы представляет собой серию процессов, развертывающихся в следующей последовательности: нервный импульс --> выделение ацетилхолина пресинаптической мембраной нервно-мышечного синапса --> взаимодействие ацетилхолина с постсинаптической мембраной синапса --> возникновение потенциала действия --> электромеханическое сопряжение (проведение возбуждения по Т-канальцам, высвобождение Са++ и воздействие его на систему тропонин-тропомиозин-актин) --> образование поперечных мостиков и «скольжение» актиновых нитей вдоль миозиновых --> снижение концентрации ионов Са++ вследствие работы кальциевого насоса --> пространственное изменение белков сократительной системы --> расслабление миофибрилл.

После смерти мышцы остаются напряженными, наступает так называемое трупное окоченение, так как поперечные связи между филаментами актина и миозина не могут разорваться из-за отсутствия энергии АТФ и невозможности работы кальциевого насоса.

3.Процессы синтеза и удаления медиатора из синаптической щели.Роль ацетилхолинэстеразы,моноаминооксидазы и др. ферментов в этом процессе.

---Синтез медиатора совершается в пресинаптическом элементе, куда из крови или спинномозговой жидкости попадают исходные продукты (предшественники медиаторов) и ферменты, необходимые для его синтеза. Ферменты образуются в соме нейрона и по аксону, примерно со скоростью 6 мм/сутки, транспортируются в пресинаптическое окончание аксона, где ис¬пользуются в процессе синтеза медиатора. Угнетение активности этих ферментов фармако-логическим путем может привести к истощению запасов медиатора в синапсе и, следова¬тельно, к снижению его функциональной способности. Затем образовавшийся медиатор путем активного транспорта вводится в синаптические везикулы (мелкие везикулы).

Синтез нейропептидов происходит подобно синтезу пептидных гормонов. Первоначально крупные аминокислотные последовательности образуются на рибосомах и помещаются в эндоплазматический ретикулюм. В цистернах аппарата Гольджи осуществляется протеолитический процесс расщепления крупных полипептидов на фрагменты с образованием активных пептидов, которые включаются в отпочковавшиеся крупные везикулы. Разные пептидные фрагменты могут оказаться в различных везикулах, которые транспортируются в нервные окончания нейрона. Синтез и упаковка в везикулы классических медиаторов и нейропептидов в нейроне происходят параллельно. Поэтому из его нервных окончаний освобождаются несколько различных медиаторов.

-----Пути освобождения медиатора из синапса. В основе освобождения медиатора лежит процесс экзоцитоза, который представляет собой разновидность активного транспорта, предназначенного в живых системах для выделения в окружающую среду гормонов, медиаторов, модуляторов и других веществ.

Существуют два принципиальных механизма освобождения медиатора и всего содержимого везикулы в синаптическую щель. Первый механизм представляет собой классический экзоцитоз, при котором происходит полное слияние везикулы с пресинаптической мембраной. В этом случае все содержимое везикулы (медиатор, АТФ, ионы, ассоциированные белки и ферменты) оказывается в синаптической щели. Второй механизм – это экзоцитоз, протекающий без полного слияния везикулы с пресинаптической мембраной и с частичным освобождением медиатора. Он характеризуется формированием временной поры (канала) в пресинаптической мембране, которая обладает селективностью (поэтому другие ингредиенты, находящиеся в везикуле, не выходят в синаптическую щель). За счет этой поры полость везикулы сообщается с синаптической щелью: при открытии поры (в момент контакта с пресинаптической мембраной) медиатор по градиенту концентрации частично диффундирует в синаптическую щель. Следовательно, везикула при каждом контакте с пресинаптической мембраной теряет только часть своего содержимого. Поэтому при таком способе функционирования она может участвовать в экзоцитозе многократно.




следующая страница >>