ФИЗИОЛОГИЯ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ (ЦНС): Рефлекс. Нейрон. Синапс. Механизм проведения возбуждения через синапс

Содержание

Слайд 2

7 октября 2013 Нобелевская премия по физиологии и медицине за 2013

7 октября 2013

Нобелевская премия по физиологии и медицине за 2013 год

присуждена работающим в США Джеймсу Ротману и Томасу Зюдофу за открытия, касающиеся механизмов везикулярного транспорта внутри клеток и между ними.

Ренди Шекману за открытия в области механизмов регуляции межклеточных взаимодействий.

Слайд 3

6 октября 2014 Нобелевская премия по физиологии и медицине за 2014

6 октября 2014

Нобелевская премия по физиологии и медицине за 2014 год

присуждена за открытие «внутреннего GPS» – системы позиционирования в мозгу млекопитающих.

Лауреаты этого года, Джон о’Киф и супруги Мэй-Брит и Эдвард Мозер, описали систему, которая позволяет животным (в первую очередь, крысам, на которых были выполнены их эксперименты) ориентироваться в пространстве, полагаясь не на органы чувств, а на внутреннее представление о пространстве, когнитивную карту.

grid-нейроны

place-нейроны

«Что? Когда? Где?»

Нобелевский комитет при Каролинском медицинском институте в Стокгольме

Слайд 4

КЛАССИФИКАЦИЯ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ Периферическая нервная система

КЛАССИФИКАЦИЯ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ

Периферическая нервная система

Слайд 5

Функции ЦНС: 1). Объединение и согласование всех функций тканей, органов и

Функции ЦНС:
1). Объединение и согласование всех функций тканей, органов и систем

организма.
2). Связь организма с внешней средой, регуляция функций организма в соответствии с его внутренними потребностями.
3). Основа психической деятельности.
Слайд 6

Основной вид деятельности ЦНС – рефлекс Рене Декарт (1596-1650) - впервые

Основной вид деятельности ЦНС – рефлекс

Рене Декарт (1596-1650) - впервые понятие

рефлекса как отражательной деятельности;
Георг Прохаски (1749-1820);
И.М. Сеченов (1863) «Рефлексы головного мозга», в котором впервые провозглашен тезис о том, что все виды сознательной и бессознательной жизни человека представляют собой рефлекторные реакции.
Рефлексом (от лат. reflecto - отражение) называется ответная реакция организма, возникающая на раздражение рецепторов и осуществляемая с участием ЦНС.
Слайд 7

Морфологически состоит из: рецепторных образований, назначение которых заключается в трансформации энергии

Морфологически состоит из:
рецепторных образований, назначение которых заключается в трансформации энергии

внешних раздражений (информации) в энергию нервного импульса;
афферентного (чувствительного) нейрона, проводящего нервный импульс в нервный центр;
интернейрона (вставочного) нейрона или нервного центра, представляющего собой центральную часть рефлекторной дуги;
эфферентного (двигательного) нейрона, проводящего нервный импульс до эффектора;
эффектора (рабочего органа), осуществляющего соответствующую деятельность.

Передача нервного импульса осуществляется с помощью нейротрансмиттеров или медиаторов – химических веществ, выделяющихся нервными окончаниями в химическом синапсе

Вегетативный рефлекс Соматический рефлекс

Слайд 8

В основе рефлекторной теории Сеченова-Павлова лежат три принципа: Структурности (структурной основой

В основе рефлекторной теории Сеченова-Павлова лежат три принципа:
Структурности (структурной основой рефлекса

является рефлекторная дуга)
Детерминизма (принцип причинно-следственных отношений). Ни одна ответная реакция организма не бывает без причины.
Анализа и синтеза (любое воздействие на организм сначала анализируется, затем обобщается).
Академик П.К. Анохин добавил к этой теории принцип обратной связи (отображающий точность реакций и адаптацию)
Слайд 9

NMDAR УРОВНИ ИЗУЧЕНИЯ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЦНС Клетка Межклеточное соединение Организм Ткань Молекула Орган

NMDAR

УРОВНИ ИЗУЧЕНИЯ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЦНС

Клетка

Межклеточное соединение

Организм

Ткань

Молекула

Орган

Слайд 10

Структура и функция нейронов Функции нейронов: 1. Интегративная; 2. Координирующая 3. Трофическая Spine – шипик Дендриты

Структура и функция нейронов

Функции нейронов:
1. Интегративная;
2. Координирующая
3. Трофическая

Spine –
шипик

Дендриты

Слайд 11

МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ФОРМЫ ЗРЕЛЫХ НЕЙРОНОВ В зависимости от функции нейроны делятся на:

МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ФОРМЫ ЗРЕЛЫХ НЕЙРОНОВ

В зависимости от функции нейроны делятся на:

Слайд 12

Структура и функции глии Функции глии: 1. Защитная (микроглия способна к

Структура и функции глии

Функции глии:
1. Защитная (микроглия способна к фагоцитозу),
2.

Опорная
3. Изолирующая (невозбудимая ткань, олигодендроциты и Шванновские клетки образуют миелиновую оболочку).
4. Обменная (астроциты снабжают нейроны питательными веществами)
5. Модуляция синаптической передачи импульса (астроциты)

Нейрон
Астроцит
Олигодендроцит
Микроглия

Слайд 13

Взаимодействие клеток мозга Нейроны взаимодействуют друг с другом с помощью синапсов:

Взаимодействие клеток мозга

Нейроны взаимодействуют друг с другом с помощью синапсов:
электрических

(=щелевой контакт) и химических;
Глиальные клетки взаимодействуют друг с другом только с помощью щелевых контактов.
Слайд 14

Щелевой контакт — способ соединения клеток в организме с помощью белковых

Щелевой контакт

— способ соединения клеток в организме с помощью белковых каналов

(коннексонов). Через щелевые контакты могут непосредственно передаваться от клетки к клетке электрические сигналы (потенциалы действия), а также малые молекулы (с молекулярной массой примерно до 1.000 Д).
Структурную основу щелевого соединения составляют коннексоны — каналы, образуемые шестью белками-коннексинами.
В нервной системе щелевое соединение между нейронами встречается в так называемых электрических синапсах. Отдельные коннексоны обычно сосредоточены на ограниченных по площади участках мембран — нексусах, или бляшках (англ. plaque) диаметром 0,5-1 мкм. В области нексуса мембраны соседних клеток сближены, расстояние между ними составляет 2-4 нм.
Слайд 15

СИНАПСЫ 1897 – Шеррингтон: «функциональный контакт между нейронами». Си́напс (греч. σύναψις,

СИНАПСЫ

1897 – Шеррингтон: «функциональный контакт между нейронами».
Си́напс (греч. σύναψις, от

συνάπτειν — обнимать, обхватывать, пожимать руку) — место контакта между двумя нейронами. Служит для передачи нервного импульса между двумя клетками, причём в ходе синаптической передачи амплитуда и частота сигнала могут регулироваться.
Синапсы различаются по:
механизму действия (электрический, химический, смешанный);
локализации на поверхности нервной клетки (аксосоматические, аксодендрические, аксо-аксональные); на поверхности миоцита - мионевральный синапс.
функции (возбуждающие или тормозящие).
Слайд 16

Электрический синапс Химический синапс

Электрический синапс

Химический синапс

Слайд 17

СТРУКТУРА СИНАПСА Синапс представляет собой сложное функциональное образование и состоит из:

СТРУКТУРА СИНАПСА

Синапс представляет собой сложное
функциональное образование и состоит из:
пресинаптической мембраны;
синаптической щели;
постсинаптической

мембраны.

Пресинаптическая
мембрана

Постсинаптическая
мембрана

Слайд 18

Нейротрансмиттеры - ацетилхолин, - амины - норадреналин, дофамин, серотонин, гистамин, -

Нейротрансмиттеры

- ацетилхолин,
- амины - норадреналин, дофамин, серотонин, гистамин,
- аминокислоты - глицин,

гамма-аминомаслянная кислота (ГАМК), глутамат, аспартат,
- полипептиды – вещество Р, энкефалины и эндорфины,
- пуриновые основания - АТФ, аденин
- газы – NO, CO.
Существует правило Дейла – каждый нейрон во всех своих пресинаптических окончаниях выделяет один и тот же медиатор, поэтому нейроны или синапсы иногда обозначают по типу медиатора (холинергические, адренергические, серотонинергические и др.).
Вместе с нейротрансмиттерами выделяются пресинаптическим окончанием нейромодуляторы – вещества, изменяющие выделение и активность нейротрансмиттеров (NO, CO, каннабиноиды, опиоиды)

В середине 1980-х Томас Зюдоф описал механизм передачи импульсов нервной системы человека с помощью нейротрансмиттеров — молекул, которые, путешествуя внутри нервных волокон, от одного нейрона к другому, передают информацию между клетками.

Слайд 19

Постсинаптическая мембрана имеет специализированные рецепторы к нейротрансмиттерам двух типов: ионотропные и

Постсинаптическая мембрана имеет специализированные рецепторы к нейротрансмиттерам двух типов: ионотропные и

метаботропные.
Ионотропные рецепторы (например, ацетилхолиновый, глутаматный) структурно соединены с ионным каналом.
Метаботропные рецепторы (например, норадренергический) соединены с хемочувствительными ионными каналами через ряд мембранных белков, запускающих каскад биохимических реакций с участием вторичных посредников, приводящих к открыванию канала.
Слайд 20

Этапы синаптической передачи Деполяризация пресинаптической мембраны под действием стимула. Увеличение проницаемости

Этапы синаптической передачи

Деполяризация пресинаптической мембраны под действием стимула.
Увеличение проницаемости

для Са2+ (открываются потенциалзависимые кальциевые каналы).
Выброс кванта медиатора в синаптическую щель методом экзоцитоза. При наличии Са2+ везикула, подойдя к внутренней поверхности мембраны пресинаптического окончания в области активной зоны, сливается с пресинаптической мембраной.
Диффузия медиатора к постсинаптической мембране и соединение его с рецептором постсинаптической мембраны.
Открывание лигандзависимых ионных каналов постсинаптической мембраны. Белковые молекулы рецептора при «узнавании» специфического для него вещества изменяют свою конформацию, вследствие чего сразу (при взаимодействии с ионотропными рецепторами) или через ряд промежуточных биохимических реакций (при взаимодействии с метаботропными рецепторами) происходит открывание ионного канала.
Увеличение тока ионов через мембрану вызывает изменение заряда мембраны и формирование локального ответа: в возбуждающем синапсе при открывании Na+ ионных каналов – ВОЗБУЖДАЮЩИЙ ПОСТСИНАПТИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ (ВСПС), в тормозном синапсе при открывании К+ или Cl- ионных каналов - ТОРМОЗНОЙ ПОСТСИНАПТИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ (ТПСП).
Возникновение потенциала действия (ПД) за счет суммации локальных ответов в зоне аксонного холмика, откуда ПД распространяется по аксону и на мембрану соседних участков клетки.
Удаление нейротрансмиттера из синаптической щели происходит 4-мя путями: диффузией, ферментативным разложением, обратным захватом – эндоцитозом, глией