Физиология рецепторов, нервов и синапсов

ПРЕДЫДУЩАЯ ЛЕКЦИЯ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ВОЗБУДИМЫХ ТКАНЯХ

ТО ЖЕ, НО КОРОТКО

РЕЦЕПТОРЫ, НЕРВЫ И СИНАПСЫ

ПЛАН ЛЕКЦИИ

1. Рецепторы: классификация, свойства и функции
2. Классификация нервных волóкон
3. Проведение

I

РЕЦЕПТОРЫ: КЛАССИФИКАЦИЯ, СВОЙСТВА И ФУНКЦИИ

ТЕРМИН «РЕЦЕПТОР»
КЛЕТОЧНЫЕ
СЕНСОРНЫЕ (ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ)

КЛЕТОЧНЫЙ РЕЦЕПТОР

СЕНСОРНЫЙ (ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ) РЕЦЕПТОР

СЕНСОРНЫЙ РЕЦЕПТОР

ТРАНСФОРМИРУЕТ ЭНЕРГИЮ РАЗДРАЖИТЕЛЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИМПУЛЬСЫ

ФУНКЦИЯ СЕНСОРНЫХ РЕЦЕПТОРОВ

Раздражитель

Возбуждение в НС

Рецептор

РАЗЛИЧНЫЕ ВИДЫ ЭНЕРГИИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИМПУЛЬСЫ (ПД)

СЕНСОРНЫЙ РЕЦЕПТОР

Передает возбуждение клеткам, которые сами не способны воспринять энергию данного

РЕЦЕПТОР: энергия

Раздражитель – только стимул, а рецептор использует собственную энергию

СВОЙСТВА РЕЦЕПТОРОВ

ВОЗБУДИМОСТЬ
АДАПТАЦИЯ
СПОНТАННАЯ АКТИВНОСТЬ

РАЗДРАЖИТЕЛИ
АДЕКВАТНЫЕ
НЕАДЕКВАТНЫЕ

ТИПЫ РЕЦЕПТОРОВ

ПО ВИДУ ЭНЕРГИИ:
1. МЕХАНО-
2. ТЕРМО-
3. ХЕМО-
4. ФОТО-
5. ЭЛЕКТРО-

МЕХАНОРЕЦЕПТОР

ХЕМОРЕЦЕПТОР

ФОТОРЕЦЕПТОР

ТИПЫ РЕЦЕПТОРОВ

ПО РАСПОЛОЖЕНИЮ:
1. Экстеро-
2. Интеро-
3. Проприо-

ТИПЫ РЕЦЕПТОРОВ

дистантные

контактные

ТИПЫ РЕЦЕПТОРОВ
ПЕРВИЧНОЧУВСТВУЮЩИЕ (первичные)
ВТОРИЧНОЧУВСТВУЮЩИЕ (вторичные)

ПЕРВИЧНЫЕ РЕЦЕПТОРЫ

ОКОНЧАНИЯ ДЕНДРИТА СЕНСОРНОГО НЕЙРОНА

ВТОРИЧНЫЕ РЕЦЕПТОРЫ

СПЕЦИАЛЬНАЯ КЛЕТКА, СИНАПТИЧЕСКИ СВЯЗАННАЯ С ОКОНЧАНИЕМ ДЕНДРИТА СЕНСОРНОГО НЕЙРОНА

ПЕВИЧНОчувствующие

ОБОНЯТЕЛЬНЫЕ
ТАКТИЛЬНЫЕ
ИНТЕРО-
ПРОПРИО-

ПЕРВИЧНОЧУВСТВУЮЩИЕ (пример)

ОБОНЯТЕЛЬНЫЕ

ВТОРИЧНОЧУВСТВУЮЩИЕ
ВКУСОВЫЕ
ФОТО-
ВЕСТИБУЛЯРНЫЕ
СЛУХОВЫЕ

ВТОРИЧНОЧУВСТВУЮЩИЕ (пример)

ФОТО-
РЕЦЕПТОРЫ

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ СОБЫТИЙ

Стимул
Изменения в рецепторе
Выделение трансмиттера
Локальное изменение проницаемости
Локальная деполяризация

II

Классификация нервных волóкон

ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ

1907 Gustaf Göthlin предположил, что v в толстых нервных волокнах

НОБЕЛЕВСКАЯ ПРЕМИЯ 1944

Joseph Erlanger

Herbert Gasser

v ~ Ø

ТИПЫ НЕРВНЫХ ВОЛОКОН по ЭРЛАНГЕРУ и ГАССЕРУ

СКОРОСТЬ ПРОВЕДЕНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ

В порядке возрастания:
C → B ≈ Aδ →

НАИБОЛЕЕ ВАЖНЫ

ЗАКОН ИЗОЛИРОВАННОГО ПРОВЕДЕНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ

В одном и том же нерве разные волокна

ДВИГАТЕЛЬНАЯ ЕДИНИЦА

Нейромоторная (двигательная) единица = 1 мотонейрон + иннервируемые им мышечные

III

Проведение ПД по нервным волóкнам

НЕМИЕЛИНИ-ЗИРОВАННЫЙ АКСОН

НЕМИЕЛИНИЗИРОВАННЫЙ АКСОН

ЛОКАЛЬНЫМИ ТОКАМИ
МЕДЛЕННО

НЕМИЕЛИНИЗИРОВАННЫЙ АКСОН

БЕЗ МИЕЛИНА

ПД → полярность меняется на противоположную

БЕЗ МИЕЛИНА: ЛОКАЛЬНЫЕ ТОКИ

Локальные токи, деполяризующие соседний участок мембраны и т.д.

МИЕЛИНИЗИ-РОВАННЫЙ АКСОН

ФОРМИРОВАНИЕ ОБОЛОЧКИ

МИЕЛИНИЗИРОВАННЫЙ АКСОН

САЛЬТАТОРНО
ОЧЕНЬ БЫСТРО

МИЕЛИНИЗИРОВАННЫЙ АКСОН

МИЕЛИНИЗИРОВАННОЕ ВОЛОКНО:

МИЕЛИНИЗИРОВАННОЕ ВОЛОКНО:

ОДНОСТОРОННЕЕ ПРОВЕДЕНИЕ

Рефрактерность предупреждает распространение в обратном направлении
v ~ Ø (= 0,5–2

ПРОВЕДЕНИЕ ПО ВОЛОКНУ

ДВУСТОРОНЕЕ?
ИЗОЛИРОВАННОЕ
БЕЗДЕКРЕМЕНТНОЕ
ВЫСОКАЯ СКОРОСТЬ
НИЗКАЯ УТОМЛЯЕМОСТЬ
ВЫСОКАЯ ЛАБИЛЬНОСТЬ (до 1000 с-1)

СКОРОСТЬ ПРОВЕДЕНИЯ Ø миелин Т°

IV
МЕЖКЛЕТОЧНЫЕ КОНТАКТЫ

ТИПЫ КОНТАКТОВ

ТИПЫ КОНТАКТОВ

Электрические (эфапсы): клетки плотно прилежат друг к другу, и электрический

СИНАПС И ЭФАПС: РАЗЛИЧИЯ

François Magendie 1783-1855
Идея передачи возбуждения от одной нервной клетки с помощью неких

ТЕРМИН «СИНАПС»

Synapsis — соприкосновение соединение Sir Charles Sherrington, 1897
1932

СИНАПСЫ

Преобладают в НС человека: более приспособлены для модуляции возбуждения

……

СОМАТИЧЕСКАЯ НС

АЦХ

СИМПАТИЧЕСКАЯ НС

АЦХ

НА

ПАРАСИМПАТИЧЕСКАЯ НС

АЦХ

АЦХ

1936

Sir Henry Dale

Otto Loewi

факт химической передачи в синапсах и роль

ТРАНСМИТТЕРЫ

В ПЕРИФЕРИЧЕСКОЙ: АЦХ и НА
В МОЗГЕ: АЦХ и НА ДОФАМИН, СЕРОТОНИН ПЕПТИДЫ

СТРУКТУРА СИНАПСА

Пресинаптическая мембрана
Синаптическая щель
Постсинаптическая мембрана

ПД достигает терминали

1

ДЕПОЛЯРИЗАЦИЯ МЕМБРАНЫ открываются Ca-каналы

2

ВХОД Ca2+ В ТЕРМИНАЛЬ по градиенту

3

ВЕЗИКУЛЫ – К МЕМБРАНЕ

4

СЛИВАЮТСЯ С МЕМБРАНОЙ

5

ЭКЗОЦИТОЗ ВЕЗИКУЛ

6

ДИФФУНДИРУЕТ В ЩЕЛИ

7

ПОДХОДИТ К РЕЦЕПТОРУ

8

СВЯЗЫВАЕТСЯ С РЕЦЕПТОРОМ

9

ОТКРЫВАЕТ ЛИГАНДЗАВИСИМЫЙ КАНАЛ НЕПОСРЕДСТВЕННО

10

ТО ЖЕ, НО ЧЕРЕЗ G-БЕЛОК

11

ИОНЫ ПРОХОДЯТ ПО ГРАДИЕНТУ

12

ЛОКАЛЬНАЯ ДЕПОЛЯРИЗАЦИЯ И ГРАДУАЛЬНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ

13

СУДЬБА МЕДИАТОРА

СВЯЗЫВАНИЕ С РЕЦЕПТОРОМ
РАЗРУШЕНИЕ ФЕРМЕНТАМИ
ОБРАТНОЕ ПОГЛОЩЕНИЕ
ВЫМЫВАНИЕ ИЗ ЩЕЛИ И ФАГОЦИТОЗ

РЕЗУЛЬТАТ ПРОВЕДЕНИЯ

ДЕПОЛЯРИЗАЦИЯ (ВПСП)
ГИПЕРПОЛЯРИЗАЦИЯ (ТПСП)

ПЕРВЫЙ ВАРИАНТ
ДЕПОЛЯРИЗАЦИЯ И ВОЗБУЖДЕНИЕ

ВХОД Na+ → ДЕПОЛЯРИЗАЦИЯ

ДЕПОЛЯРИЗАЦИЯ (ВПСП)

ФОРМИРОВАНИЕ ПД

ВТОРОЙ ВАРИАНТ
ГИПЕРОЛЯРИЗАЦИЯ И ТОРМОЖЕНИЕ

ВХОД Cl- → ГИПЕРПОЛЯРИЗАЦИЯ

ГИПЕРПОЛЯРИЗАЦИЯ (ТПСП)

ВОЗБУЖДЕНИЕ НЕВОЗМОЖНО

СОБЫТИЯ В СИНАПСЕ (1)

ПД приходят к терминали
Они деполяризуют пресиптическую мембрану
Ca2+ входит

СОБЫТИЯ В СИНАПСЕ (2)

4. В ЩЕЛЬ ВЫДЕЛЯЕТСЯ НЕЙРОТРАНСМИТТЕР
5. ОН ДИФФУНДИРУЕТ И

СОБЫТИЯ В СИНАПСЕ (3)

6. МЕНЯЕТСЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ ПОСТСИНАПТИЧЕСКОЙ МЕМБРАНЫ ДЛЯ ИОНОВ
7. ИОНЫ

СОБЫТИЯ В СИНАПСЕ (4)

8. ПОТЕНЦИАЛ, НАРАСТАЯ, ПРЕВРАЩАЕТСЯ В ПД И РАСПРОСТРАНЯЕТСЯ

ПРОВЕДЕНИЕ В СИНАПСАХ

ОДНОСТОРОННЕЕ
НЕИЗОЛИРОВАННОЕ
С ЗАДЕРЖКОЙ
ДЕКРЕМЕНТНОЕ depletion
НИЗКАЯ ЛАБИЛЬНОСТЬ (≤ 100 с-1)
ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ К ЯДАМ
УТОМЛЯЕМОСТЬ

НЕРВНО-МЫШЕЧНЫЙ СИНАПС

ТРАНСМИТТЕР –
АЦХ (ACh)
Дейл и Лёви
1929–1936

НЕРВНО-МЫШЕЧНЫЙ СИНАПС
Синонимы:
нервно-мышечный синапс (НМС)
нервно-мышечное соединение (НМС)
нервно-мышечная передача
моторная концевая пластинка

НМС в СКЕЛЕТНОЙ МЫШЦЕ

В СЕКРЕЦИИ УЧАСТВУЮТ БЕЛКИ
синаптотагмин
синтаксин
SNAP-25
синаптобревин
Некоторые из них – мишени ботулотоксина и столбнячного

ЛЕКЦИЯ ОКОНЧЕНА

СЛЕДУЮЩАЯ ЛЕКЦИЯ

ФИЗИОЛОГИЯ СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦ. СВОЙСТВА МЫШЕЧНЫХ ВЕРЕТЕН И РЕЦЕПТОРОВ ГОЛЬДЖИ