ФИЗИОЛОГИЯ ГЛАДКИХ МЫШЦ. ФИЗИОЛОГИЯ НЕРВОВ

Содержание

Слайд 2

ПЛАН: Структурная и функциональная характеристика гладких мышц. Классификация нервов. Распространение возбуждения

ПЛАН: Структурная и функциональная характеристика гладких мышц. Классификация нервов. Распространение возбуждения по безмиелиновым

и миелиновым волокнам. Волокна типа A, B, C. Особенности проведения возбуждения по нервным волокнам и в нервных стволах. Трофическая функция нервной системы (И.П. Павлов). Роль аксонального транспорта в реализации трофических влияний нейронов на иннервируемые ткани.

201

Слайд 3

СТРУКТУРНАЯ И ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГЛАДКИХ МЫШЦ 1. В гладкомышечных клетках миофибриллы

СТРУКТУРНАЯ И ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГЛАДКИХ МЫШЦ 1. В гладкомышечных клетках миофибриллы

расположены беспорядочно, нет исчерченности, нет саркомеров. 2. Тонкие миофиламенты одним своим концом прикрепляются к плотным тельцам (состоят из белка альфа-актинина), расположенным на внутренней поверхности сарколеммы или (большинство) в саркоплазме, а другим – к миозину. 3. Миозиновые миофибриллы прикрепляются к специальным местам в цитозоле клетки.

202

Слайд 4

СТРУКТУРНАЯ И ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГЛАДКИХ МЫШЦ 4. Соотношение актина к миозину

СТРУКТУРНАЯ И ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГЛАДКИХ МЫШЦ 4. Соотношение актина к миозину

15:1 (в скелетных мышцах 2:1). 5. Головки миозина взаимодействуют с тонкими нитями на большем расстоянии, чем в скелетных мышцах, поэтому гладкие мышцы при сокращении укорачиваются до 2/3 исходной длины (скелетные только до 1/3). 6. Важную роль в инициации сокращения играет внеклеточный кальций.

203

Слайд 5

СТРУКТУРНАЯ И ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГЛАДКИХ МЫШЦ 7. В состав тонких филаментов,

СТРУКТУРНАЯ И ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГЛАДКИХ МЫШЦ 7. В состав тонких филаментов,

кроме актина, входят: кальдесмон, кальпонин, лейотонин. В гладкой мышечной ткани нет тропонина. Важное значение в регуляции сокращения имеет актин-связанная регуляторная система: - лейотонин – комплекс двух белков: leiotonin A (регуляторная область) и leiotonin C (кальций-связывающая область). Во многом похож на тропонин, но существенно отличается от него тем, что не имеет сродства к тропомиозину. Соединяется с кальцием, вызывает фосфорилирование миозина. - кальдесмон и кальпонин – также участвуют в регуляции или в модуляции сократительной активности гладких мышц. 8. Напряжению гладких мышц, помимо перемещения сократительных белков, способствует переход некоторых растворимых белков, например тономиозина, из золя в гель.

204

Слайд 6

КЛАССИФИКАЦИЯ НЕРВОВ 1. По направлению распространения возбуждения – афферентные, эфферентные (двигательные

КЛАССИФИКАЦИЯ НЕРВОВ

1. По направлению распространения возбуждения – афферентные, эфферентные (двигательные –

вызывающие фазную и тоническую активность мышц; сосудодвигательные; секреторные; трофические).
2. По характеру влияния на функцию органа мишени (эфферентные нервы): пусковые, вызывающие переход клеток от состояния покоя в активное состояние; коррегирующие, контролирующие автоматическую деятельность клеток.
3. По строению: безмиелиновые (безмякотные) и миелиновые (мякотные). Миелиновые и безмиелиновые нервы отличаются друг от друга по скорости передачи возбуждения.

205

Слайд 7

РАСПРОСТРАНЕНИЕ ВОЗБУЖДЕНИЯ ПО НЕРВАМ Значение – один из способов передачи информации или контролирующих сигналов. 206

РАСПРОСТРАНЕНИЕ ВОЗБУЖДЕНИЯ ПО НЕРВАМ Значение – один из способов передачи информации

или контролирующих сигналов.

206

Слайд 8

МЕХАНИЗМ распространения – электротон, т.е. с помощью силовых линий постоянного тока.

МЕХАНИЗМ распространения – электротон, т.е. с помощью силовых линий постоянного тока.

Теория малых токов создана Германом в 1885 году, затем подтверждена и развита Ращевским (1936), Ходжкиным (1939, 1964), Насоновым (1959). Раздражитель вызывает перезарядку мембраны. Возбужденный участок мембраны заряжается отрицательно по отношению к невозбужденному. Между ними появляется разность потенциалов, что приводит к замыканию силовой линии постоянного тока, которая выходит в соседнем, невозбужденном участке мембраны и деполяризует его. Если деполяризация достигает критического уровня, возникает потенциал действия.

е

е

Раздражитель

207

Слайд 9

Возбуждение передается по цитоплазматической мембране нерва по поверхности, покрытой межклеточной жидкостью,

Возбуждение передается по цитоплазматической мембране нерва по поверхности, покрытой межклеточной жидкостью,

а не по аксоплазме, обладающей огромным сопротивлением!

208

Слайд 10

В каждом участке мембраны полюса источника напряжения находятся внутри и снаружи

В каждом участке мембраны полюса источника напряжения находятся внутри и снаружи

волокна и ток является чисто мембранным током. Он протекает перпендикулярно направлению распространения потенциала действия (ПД). На всем протяжении волокна ПД имеет одинаковую амплитуду. Т.е. в отличие от распространения электротона ПД распространяется бездекрементно (без затухания).

209

Потенциал действия

Слайд 11

В клетках, неспособных генерировать ПД (глия, эпителий, тонические мышечные волокна), распространение

В клетках, неспособных генерировать ПД (глия, эпителий, тонические мышечные волокна), распространение

электротона является важным механизмом клеточной сигнализации – осуществляет функциональную связь между участками их мембран.

210

Слайд 12

СПОСОБЫ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ ПО НЕРВУ В безмякотном волокне – непрерывно: потенциал

СПОСОБЫ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ ПО НЕРВУ В безмякотном волокне – непрерывно: потенциал действия

воспроизводится в каждом участке. В мякотном волокне – сальтаторно (скачкообразно).

Безмякотное волокно

Мякотное волокно

211

Слайд 13

Миелиновое нервное волокно состоит из осевого цилиндра (аксона), вокруг которого шванновские

Миелиновое нервное волокно состоит из осевого цилиндра (аксона), вокруг которого шванновские

клетки образуют миелиновую оболочку за счёт концентрического наслаивания собственной плазматической мембраны. Миелин прерывается через регулярные промежутки (от 0,2 до 2 мм) концентрической щелью шириной около 1 мкм – это перехваты Ранвье.

Ранвье Луи (Ranvier L.) – французский патолог (1835 - 1922). Занимался изучением нервной ткани с применением азотнокислого серебра и хлорного золота. Его именем названы безмиелиновые участки (узловые перехваты) миелинового нервного волокна.

Шванн Теодор (Schwann T.) – немецкий гистолог и физиолог (1810 - 1882). Вместе с М. Шульце создал клеточную теорию (1839).
В 1836 году открыл пепсин, в 1838 году опубликовал первую работу по строению миелиновой оболочки.

212

Слайд 14

МИЕЛИНОВОЕ НЕРВНОЕ ВОЛОКНО (A.Guyton, J.Hall, 2000) Миелиновая оболочка Цитоплазма Швановской клетки

МИЕЛИНОВОЕ НЕРВНОЕ ВОЛОКНО (A.Guyton, J.Hall, 2000)

Миелиновая оболочка

Цитоплазма Швановской клетки

Ядро Швановской клетки

Перехват

Ранвье

Аксон

213

Слайд 15

В мякотном волокне возбуждение распространяется сальтаторно, т.к. миелин – диэлектрик. Полностью

В мякотном волокне возбуждение распространяется сальтаторно, т.к. миелин – диэлектрик. Полностью

окружая аксон в межузловых промежутках, он выступает в роли электрического изолятора, а межклеточная жидкость в перехватах Ранвье  – проводник. Потенциал действия воспроизводится только в перехватах Ранвье. Установил Вериго в 1899 году.

Плотность потенциалозависимых Na+‑каналов аксолеммы в перехватах Ранвье до 2000 на 1 мкм2, в межузловых сегментах Na+‑каналы практически отсутствуют. В силу высокой плотности Na+‑каналов перехваты Ранвье характеризуются высокой возбудимостью, а локальные токи достаточно велики для возбуждения соседнего перехвата. Локальные токи текут от перехвата к перехвату с минимальными потерями.

214

Слайд 16

В БЕЗМЯКОТНОМ ВОЛОКНЕ ПОТЕНЦИАЛ ДЕЙСТВИЯ ВОСПРОИЗВОДИТСЯ В КАЖДОМ УЧАСТКЕ 215

В БЕЗМЯКОТНОМ ВОЛОКНЕ ПОТЕНЦИАЛ ДЕЙСТВИЯ ВОСПРОИЗВОДИТСЯ В КАЖДОМ УЧАСТКЕ

215

Слайд 17

Фактор надежности или гарантийный фактор – отношение амплитуды потенциала действия к

Фактор надежности или гарантийный фактор – отношение амплитуды потенциала действия к

величине порога деполяризации ФН=ПД:Vt Vt – это порог деполяризации (Eо - Eк) ФН=1 проведение ненадежно. ФН<1 проведения нет. В нервном волокне ФН= 120:(70-50)= 120:20=6, т.е. проведение надежно.

ПОТЕНЦИАЛ ДЕЙСТВИЯ

ПОТЕНЦИАЛ ДЕЙСТВИЯ

ДЕПОЛЯРИЗАЦИЯ

РЕПОЛЯРИЗАЦИЯ

КРИТИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ ДЕПОЛЯРИЗАЦИИ

ЛОКАЛЬНЫЙ

ОТВЕТ

ПОТЕНЦИАЛ ПОКОЯ

ГИПЕРПОЛЯРИ-ЗАЦИЯ

мВ

216

Слайд 18

Миелиновые нервные волокна Безмиелиновые нервные волокна диаметр волокна, мкм скорость проведения

Миелиновые нервные волокна

Безмиелиновые нервные волокна

диаметр волокна, мкм

скорость проведения возбуждения

СКОРОСТЬ ПРОВЕДЕНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ

(впервые измерена в XIX веке Гельмгольцем) зависит от: 1) амплитуды входящего натриевого тока – прямопропорционально; 2) сопротивления и емкости мембраны – но они практически одинаковы во всех возбудимых клетках; 3) от диаметра нервного волокна: в миелиновом волокне скорость прямо пропорциональна диаметру, в безмиелиновом – квадратному корню из диаметра.

м/с

217

Слайд 19

ЗАКОНЫ ПРОВЕДЕНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ ПО НЕРВУ 218

ЗАКОНЫ ПРОВЕДЕНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ
ПО НЕРВУ

218

Слайд 20

1 закон – анатомической и физиологической целостности: для проведения возбуждения необходима

1 закон – анатомической и физиологической целостности:
для проведения возбуждения необходима не

только механическая целостность нерва, но и физиологическая (при охлаждении или нагревании, действии анестетика возбуждение не проводится).

219

Слайд 21

2 закон – двустороннего проведения возбуждения: от места раздражения возбуждение по

2 закон – двустороннего проведения возбуждения:
от места раздражения возбуждение по нерву

распространяется
в обе стороны. В естественных условиях возбуждение распространяется от тела нейрона по аксону – ортодромно.
Передача возбуждения по аксону к телу нейрона носит название антидромного.

220

Слайд 22

3 закон – изолированного проведения возбуждения: возбуждение, распространяющееся по волокну, не

3 закон – изолированного проведения возбуждения:
возбуждение, распространяющееся по волокну, не передается

на соседние (миелин – диэлектрик).
Это позволяет целенаправленно передавать его по смешанным нервам, состоящим из афферентных и эфферентных волокон.

221

Слайд 23

НЕРВНЫЙ СТВОЛ – пучок множества нервных волокон, имеющих общие эпителиальные и

НЕРВНЫЙ СТВОЛ – пучок множества нервных волокон, имеющих общие эпителиальные и

соединительнотканные оболочки. Обычно включает в себя волокна различного типа и разного диаметра. На рисунке представлено поперечное сечение нерва (A. Guyton, J. Hall, 2000).

222

Слайд 24

Схемы дисперсии компонентов составного однофазного потенциала действия нерва (связанных с А

Схемы дисперсии компонентов составного однофазного потенциала действия нерва (связанных с А

(α, β, γ, Δ) В- и С-волокнами) и формирования двухфазного потенциала действия: а, б – варианты однофазного отведения ПД при малой (а) и большой (б) дистанциях проведения; в, г – формы составных ПД при данных дистанциях и разных силах раздражения (при большой дистанции и сверхпороговом раздражении пик составного потенциала больше и разделен на ряд последовательных зубцов, порождаемых волокнами с разными скоростями проведения); д, е – схемы двухфазного отведения (д) и формирования асимметричной двухфазной кривой (е) из однофазных сигналов
двух отводимых точек (1 и 2).

а

б

в

д

г

е

Электрофизиология нервного ствола [Электронный ресурс].- Режим доступа: http://www.distedu.ru/edu4/p_5.- Дата достапу 29.12.2011.

223

СОСТАВНОЙ ХАРАКТЕР ПОТЕНЦИАЛА ДЕЙСТВИЯ НЕРВНОГО СТВОЛА обнаружили Джозеф Эрлангер и Герберт Гассер (1937).

Слайд 25

КЛАССИФИКАЦИЯ НЕРВНЫХ ВОЛОКОН ПО СКОРОСТИ ПРОВЕДЕНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ ТИП ВОЛОКНА ФУНКЦИЯ ДИАМЕТР,

КЛАССИФИКАЦИЯ НЕРВНЫХ ВОЛОКОН ПО СКОРОСТИ ПРОВЕДЕНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ

ТИП ВОЛОКНА

ФУНКЦИЯ

ДИАМЕТР,
мкм

C

0,4 - 1,2

0,5 -

2

Постганглионарные волокна

224

Слайд 26

КЛАССИФИКАЦИЯ ЭРЛАНГЕРА И ГАССЕРА (ЛАТИНСКИЕ БУКВЫ) И АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ДОБАВЛЕНИЯ (РИМСКИЕ ЦИФРЫ)

КЛАССИФИКАЦИЯ ЭРЛАНГЕРА И ГАССЕРА (ЛАТИНСКИЕ БУКВЫ) И АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ДОБАВЛЕНИЯ (РИМСКИЕ ЦИФРЫ)

Типы

нервных волокон и их функции [Электронный ресурс].- Режим доступа: http://reabilitaciya.org/anatomiya-fiziologiya/385-potenczial-dejstviya-nervnoj-kletki.html?start=4.- Дата доступа 12.01.12.

225

Слайд 27

ТРОФИЧЕСКАЯ ФУНКЦИЯ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ (И.П. ПАВЛОВ) Впервые установил И.П. Павлов, изучая

ТРОФИЧЕСКАЯ ФУНКЦИЯ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ (И.П. ПАВЛОВ)

Впервые установил И.П. Павлов, изучая регуляцию

сердечной деятельности – открыл “усиливающий” симпатический нерв сердца, при раздражении которого сила его сокращений увеличивалась. Профессор Райскина экспериментально установила, что это связано со стимуляцией обменных процессов в миокарде.

Проявляется в усилении либо подавлении обмена веществ в тканях.

Орбели и Генецинский показали увеличение обмена веществ в скелетных мышцах при стимуляции симпатических волокон: мышцу раздражали до полного утомления, затем раздражали симпатические волокна и вновь наблюдали сокращение мышцы. На этом основано учение об адаптационно-трофической функции симпатического отдела нервной системы.

226

Слайд 28

Сперанский доказал, что соматические нервы также обладают трофическим действием – при

Сперанский доказал, что соматические нервы также обладают трофическим действием – при

длительном раздражении тройничного нерва, иннервирующего роговицу глаза, нарушалось питание роговицы и развивалось ее изъязвление. Трофические язвы обнаруживались на конечностях собак при длительном раздражении седалищного нерва.

Исследования Григорьевой – после денервации скелетных мышц в них развиваются процессы, напоминающие асептическое воспаление: сократительные элементы замещаются соединительно-тканными, исчезает поперечная исчерченность, ослабевает сократительная активность, появляются фибрилляции, изменяется чувствительность сократительных элементов к действию некоторых лекарственных препаратов.

227

Слайд 29

Основной центр, регулирующий трофические влияния, расположен в области гипоталамуса, где сосредоточены

Основной центр, регулирующий трофические влияния, расположен в области гипоталамуса, где сосредоточены

высшие обменные центры (углеводного, жирового и белкового обменов). Доказательства особой роли гипоталамуса:

А.Д. Сперанский вживлял в область турецкого седла животных стеклянную бусинку величиной с горошину. Она вызывала хроническое раздражение ядер гипоталамуса и через 1 - 2 месяца развивались длительные незаживающие язвы кожи и внутренних органов.

У больных людей с поражением гипоталамуса наблюдаются расстройства тканевого обмена веществ.

228

Слайд 30

Доказательство – М.К. Петрова заметила, что у собак, у которых долго

Доказательство – М.К. Петрова заметила, что у собак, у которых долго

вырабатывали условные рефлексы, появляются трофические язвы.

В РЕГУЛЯЦИИ ТРОФИКИ УЧАСТВУЕТ И КОРА БОЛЬШИХ ПОЛУШАРИЙ ГОЛОВНОГО МОЗГА

229

Слайд 31

АКСОННЫЙ ТРАНСПОРТ Na+ На рисунке представлен гипотетический транспортный механизм нервного волокна.

АКСОННЫЙ ТРАНСПОРТ

Na+

На рисунке представлен гипотетический транспортный механизм нервного волокна. Микротрубочки и

нейрофиламенты имеют тонкие выросты, над которыми со скоростью до 400 мм/день скользят транспортные нити. При этом происходит дефосфорилирование АТФ. С транспортными нитями связаны митохондрии (а), молекулы белка (б) и пузырьки (в).

В аксоне и нервных окончаниях практически нет рибосом. Поэтому необходимые для деятельности нервной клетки белки синтезируются в перикарионе, а затем транспортируются по аксону. Аксонный транспорт – это перемещение по аксону нервной клетки биологического материала.

230

Физиология человека / Под ред. Р.Шмидта и М. Тевса.- М.: Мир, 1986.

Слайд 32

Упрощённо аксонный транспорт можно представить как систему, состоящую из нескольких элементов.

Упрощённо аксонный транспорт можно представить как систему, состоящую из нескольких элементов. В

неё входят:

груз

белки-моторы, осуществляющие транспорт

филаменты цитоскелета или «рельсы», вдоль которых «моторы» способны передвигаться

белки-линкеры, связывающие белки-моторы с их грузом или другими клеточными структурами

вспомогательные молекулы, запускающие и регулирующие транспорт

231

Слайд 33

ВИДЫ АКСОННОГО ТРАНСПОРТА Быстрый – осуществляется со скоростью до 400 мм

ВИДЫ АКСОННОГО ТРАНСПОРТА

Быстрый – осуществляется со скоростью до 400 мм в

сутки. Так переносятся нецитозольные материалы, которые необходимы в синапсе (секретируемые белки и мембраносвязанные молекулы) – из места их синтеза, эндоплазматического ретикулума, к аппарату Гольджи, который часто располагается у основания аксона. Затем эти молекулы, упакованные в мембранные пузырьки, переносятся вдоль микротрубочек. Таким образом по аксону транспортируются митохондрии, различные белки, включая нейропептиды (нейромедиаторы пептидной природы), непептидные нейромедиаторы.

Медленный – осуществляется со скоростью от 1 до 5 мм в сутки. Так переносятся многие ферменты и белки цитоскелета и цитозоля.

232

Слайд 34

ВИДЫ АКСОННОГО ТРАНСПОРТА Ретроградный - транспорт в обратном направлении. Антероградный -

ВИДЫ АКСОННОГО ТРАНСПОРТА

Ретроградный
- транспорт в обратном направлении.

Антероградный - транспорт материалов от

тела нейрона к синапсу.

233

Слайд 35

НЕЙРОТРОФИНЫ (ТРОФИЧЕСКАЯ ПОДДЕРЖКА НЕЙРОНА) Это белковые вещества необходимые для жизнедеятельности и

НЕЙРОТРОФИНЫ (ТРОФИЧЕСКАЯ ПОДДЕРЖКА НЕЙРОНА)

Это белковые вещества необходимые для жизнедеятельности и роста нейронов.

Продуцируются

мышцами или другими структурами, которые иннервируются нейронами.

234

Слайд 36

НЕЙРОТРОФИНЫ развитии росте выживаемости пластичности нейронов. Связываются с рецепторами, расположенными на

НЕЙРОТРОФИНЫ

развитии
росте
выживаемости
пластичности нейронов.

Связываются с рецепторами, расположенными на нервных окончаниях, затем интернализируются и

ретроградно транспортируются в тело нервной клетки, где стимулируют образование белковых молекул, играющих роль в:

235

Слайд 37

НЕЙРОТРОФИНЫ 236

НЕЙРОТРОФИНЫ

236

Слайд 38

ДРУГИЕ ФАКТОРЫ, ИЗМЕНЯЮЩИЕ РОСТ НЕЙРОНОВ Цилиарный нейротрофный фактор Лейкемический ингибиторный фактор

ДРУГИЕ ФАКТОРЫ, ИЗМЕНЯЮЩИЕ РОСТ НЕЙРОНОВ

Цилиарный нейротрофный фактор

Лейкемический ингибиторный фактор

Инсулино-подобный фактор роста

I

Трансформирующий рост фактор

Фактор роста фибробластов

Тромбоцитарный фактор роста

237