Физиология центральной нервной системы Рефлекс, рефлекторная дуга, синапс, нервные центры

Содержание

Слайд 2

Центральная нервная система (ЦНС)

Центральная нервная система (ЦНС)

Слайд 3

Функции ЦНС 1. Координация, согласование работы органов и тканей. Интеграция всех

Функции ЦНС

1. Координация, согласование работы органов и тканей. Интеграция всех систем

в единое целое.
2. Адаптация к внешним и внутренним воздействиям, связь с внешней средой.
3. Основа высшей нервной деятельности и психической деятельности человека.
Слайд 4

Нейрон – структурно-функциональная единица ЦНС

Нейрон – структурно-функциональная единица ЦНС


Слайд 5

Структура формального нейрона Морфологические формы зрелых нейронов

Структура формального нейрона

Морфологические формы зрелых нейронов

Слайд 6

Функции нейронов Интегративная Координирующая Трофическая

Функции нейронов

Интегративная
Координирующая
Трофическая

Слайд 7

Слайд 8

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 (глия - невозбудимая ткань,).
4. Трофическая (астроциты снабжают нейроны питательными веществами)
5. Участие в процессах формирования следов памяти

Нейрон
Астроцит
Олигодендроцит
Микроглия

Слайд 9

Рефлекс - основная форма деятельности нервной системы. Рефлексом (от лат. reflexus

Рефлекс - основная форма деятельности нервной системы.
Рефлексом (от лат. reflexus

- отражение) называется ответная реакция организма, возникающая на раздражение рецепторов и осуществляемая с участием ЦНС.
Рене Декарт (1596-1650) - впервые понятие рефлекса как отражательной деятельности;
Георг Прохазка (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.
Слайд 10

Принципы рефлекторной теории Сеченова-Павлова : Структурности (структурной основой рефлекса является рефлекторная

Принципы рефлекторной теории Сеченова-Павлова :
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 11

Рефлекторные дуги соматического (А) и вегетативного (Б) рефлекса

Рефлекторные дуги соматического (А) и вегетативного (Б) рефлекса

Слайд 12

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 13

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

СИНАПСЫ

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

συνάπτειν — обнимать, обхватывать, пожимать руку) — место контакта между двумя нейронами.
Синапс служит для передачи возбуждения между двумя клетками, причём в ходе синаптической передачи амплитуда и частота сигнала могут регулироваться.
Слайд 14

Классификация синапсов Синапсы различаются по: механизму действия (электрический, химический, смешанный); локализации

Классификация синапсов

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 15

Слайд 16

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.
Слайд 17

Передача возбуждения в синапсе Электрический синапс Химический синапс

Передача возбуждения в синапсе

Электрический синапс

Химический синапс

Слайд 18

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 нейротрансмиттера (медиатора) в синаптическую щель методом экзоцитоза.
Диффузия медиатора к постсинаптической мембране и соединение его с рецептором постсинаптической мембраны.
Слайд 19

Слайд 20

Мембранные лигандозависимые рецепторы (Ионотропный рецептор) (метаботропный рецептор)

Мембранные лигандозависимые рецепторы

(Ионотропный рецептор)

(метаботропный рецептор)

Слайд 21

5.Открытие лигандозависимых ионных каналов постсинаптической мембраны. 6. Увеличение тока ионов через

5.Открытие лигандозависимых ионных каналов постсинаптической мембраны.
6. 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).
7. Удаление нейротрансмиттера из синаптической щели происходит 4-мя путями: диффузией, ферментативным разложением, обратным захватом – эндоцитозом или глией
Слайд 22

Нейротрансмиттеры (медиаторы) В 1936 году О. Леви и Г. Дейлу была

Нейротрансмиттеры (медиаторы)

 В 1936 году О. Леви и Г. Дейлу была присуждена

Нобелевская премия за открытие нейромедиаторов
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 23

Нейротрансмиттеры (медиаторы) ацетилхолин, - амины - норадреналин, дофамин, серотонин, гистамин, -

Нейротрансмиттеры (медиаторы)
  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)
Слайд 24

Электрические явления на мембране нейрона

Электрические явления на мембране нейрона


Слайд 25

Рефлекс. Рефлекторная дуга.

Рефлекс. Рефлекторная дуга.

Слайд 26

«Возможно, «простой рефлекс» является чисто абстрактным понятием, так как все части

«Возможно, «простой рефлекс» является чисто абстрактным понятием, так как все части

нервной системы связаны воедино и, вероятно, ни одна из них не в состоянии участвовать в какой-либо реакции, не воздействуя и не испытывая воздействия со стороны других частей, причем вся система, несомненно, никогда не находится в состоянии полного покоя. Однако понятие «простая рефлекторная реакция» оправданно, хотя и несколько проблематично (Шеррингтон, 1969, стр. 35).
Слайд 27

Структура нервной системы Нейроны Нейронные сети мозга – совокупность синаптически связанных

Структура нервной системы

Нейроны
Нейронные сети мозга – совокупность синаптически связанных нейронов, участвующих

в получении, передаче, хранении и воспроизведении информации.
Нервные центры
Высший уровень интеграции, объединяющий все центры в единую регулирующую систему.
Слайд 28

Нейрон имеет множественные синаптические контакты с другими нейронами Три принципа взаимодействия

Нейрон имеет множественные синаптические контакты с другими нейронами
Три принципа взаимодействия нейронов:
1.

Принцип дивергенции.
2. Принцип конвергенции.
3.Циркуляции.
1. Конвергенция – это схождение различных импульсных потоков от нескольких нервных клеток к одному нейрону. Интегративная функция..
2. Дивергенция – это способность нервной клетки устанавливать многочисленные синаптические связи с различными нервными клетками
3. Циркуляция - циркуляция нервного импульса по замкнутой нервной цепочке. Реверберация.
Слайд 29

Нервный центр – это динамическая совокупность нейронов, координированная деятельность которых обеспечивает

Нервный центр – это динамическая совокупность нейронов, координированная деятельность которых обеспечивает

регуляцию отдельных функций организма или определенный рефлекторный акт.
Слайд 30

Нервные центры имеют ряд общих свойств, определяемых наличием синаптических образований и

Нервные центры имеют ряд общих свойств, определяемых наличием синаптических образований и

структурой нейронных сетей, образующих эти центры:

Низкая лабильность
Обусловлена скоростью развития синаптической передачи импульса в химическом синапсе.
Высокая утомляемость.
Утомление – временное снижение работоспособности в результате проведенной работы, которое исчезает после отдыха. Причины: а) истощение и несвоевременный синтез медиатора; б) адаптация постсинаптического рецептора к медиатору; в) инактивация рецепторов в результате длительной деполяризации постсинаптической мембраны.
Высокая чувствительность к недостатку кислорода.
Мозг в 22 раза больше потребляет кислорода, чем мышечная ткань. Необратимые изменения наступают в коре через 4-5 мин, в стволовых клетках – через 15-20 мин.

Слайд 31

Высокая чувствительность к фармакологическим веществам (блокаторам нервно-мышечной передачи, психомиметическим средствам), ядам:

Высокая чувствительность к фармакологическим веществам
(блокаторам нервно-мышечной передачи, психомиметическим средствам), ядам:
Высокая чувствительность

к ацидозу и алкалозу.
Снижение рН до 7.0 может вызвать развитие коматозного состояния (диабетическая кома). Повышение рН до 7.8-8.0 повышает возбудимость нейронов (эпилепсия).
Пластичность–
способность нервных элементов к перестройке функциональных свойств. Основа: изменение структуры и функции синапсов. Пластичность обуславливает такие функции ЦНС как научение и память, Свойство пластичности лежит в основе компенсации функции при нарушении за счет формирования новых нейронных связей, синтеза специфических белков.
Слайд 32

Закономерности проведения возбуждения по рефлекторной дуге Одностороннее проведение; Замедленное проведение; Суммация

Закономерности проведения возбуждения по рефлекторной дуге

Одностороннее проведение;
Замедленное проведение;
Суммация подпороговых возбуждений
Трансформация ритма

возбуждения;
Рефлекторное последействие;
Посттетаническая потенциация.
Слайд 33

Закономерности проведения возбуждения по рефлекторной дуге Одностороннее проведение - обусловлено особенностями

Закономерности проведения возбуждения по рефлекторной дуге

Одностороннее проведение - обусловлено особенностями проведения

возбуждения по химическому синапсу. Медиаторы, рецепторы к которым находятся в постсинаптической мембране, выделяются только в пресинаптическом окончании.
Слайд 34

2.Замедленное проведение; обусловленное синаптической задержкой в центральной части рефлекторной дуги. Составляет

2.Замедленное проведение; обусловленное синаптической задержкой в центральной части рефлекторной дуги. Составляет

0.2-0.5 мс и определяет время рефлекса (от начала раздражения до начала ответной реакции). Синаптическая задержка – время между началом пресинаптической деполяризации и началом постсинаптического потенциала.
Обусловлена:
Временем, необходимым для деполяризации нервного окончания;
Временем открывания кальциевых каналов;
Временем увеличения внутриклеточной концентрации кальция, который запускает процесс экзоцитоза
Слайд 35

3. Суммация– это явление возникновения рефлекторного ответа при действии множественных подпороговых

3. Суммация– это явление возникновения рефлекторного ответа при действии множественных подпороговых

раздражений

Существуют два типа суммации:
Суммация временная (последовательная);
Подпороговое раздражение наносится на одну и ту же точку рецептивного поля. ВПСП быстро следуют друг за другом и суммируются благодаря своему относительно медленному временному ходу (≈15 мс), достигая в конце концов подпорогового уровня (Екр.) в области аксона. Временная суммация ответа обусловлена тем, что ВПСП продолжается дольше, чем рефрактерный период аксона.
Суммация пространственная (одновременная)
Подпороговые раздражения наносятся одновременно на несколько точек рецептивного поля, в результате конвергенции нейронных входов происходит суммация локальных ответов.

Слайд 36

Слайд 37

Екр Ео

Екр

Ео

Слайд 38

— тестовый ответ; — тетаническая стимуляция; — потенцированный ответ нервной клетки. Феномен посттетанической потенциации.

— тестовый ответ;
— тетаническая стимуляция;
— потенцированный ответ нервной

клетки.

Феномен посттетанической потенциации.

Слайд 39

Трансформация ритма возбуждения. При ритмическом возбуждении нервный центр перестраивает ритм как

Трансформация ритма возбуждения.
При ритмическом возбуждении нервный центр перестраивает ритм как понижая,

так и повышая частоту следования импульсов.
Понижение связано с низкой лабильностью синапса (максимально – 100 имп/с).
Повышение обусловлено:
возникновением повторных разрядов на фоне длительной следовой деполяризации;
наличием полисинаптических нервных цепей;
циркуляцией импульсов в замкнутых нейронных цепях.
Слайд 40

Рефлекторное последействие – продолжение рефлекторной реакции после окончания действия раздражителя. Механизмы

Рефлекторное последействие – продолжение рефлекторной реакции после окончания действия раздражителя. Механизмы

те же, что и механизмы повышающей трансформации.
Слайд 41

Облегчение или потенциация - усиление рефлекторного ответа во время частотного раздражения.

Облегчение или потенциация - усиление рефлекторного ответа во время частотного раздражения.


Посттетаническая потенциация – это усиление рефлекторного ответа после тетанических раздражений. Длительность посттетанической потенциации может составлять от нескольких минут до нескольких часов. С функциональной точки зрения посттетаническая потенциация представляет собой процесс облегчения в ЦНС, связанный с приобретением опыта, т.е. процесс научения, памяти.
Депрессия – угнетение рефлекторного ответа во время частотного раздражения

Ритмическая активация синапса часто сопровождается значительным увеличением амплитуды синаптических потенциалов

Слайд 42

СТРУКТУРА ХИМИЧЕСКОГО СИНАПСА Пресинаптическая мембрана Постсинаптическая мембрана

СТРУКТУРА ХИМИЧЕСКОГО СИНАПСА

Пресинаптическая
мембрана

Постсинаптическая
мембрана


Слайд 43

Слайд 44

Слайд 45

Слайд 46

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 47

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

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)