Проведение возбуждения по нервным волокнам

Содержание

Слайд 2

1. РОЛЬ ПОТЕНЦИАЛОВ ДЕЙСТВИЯ В ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ РАЗДРАЖИМОСТЬ – СПОСОБНОСТЬ ЖИВЫХ КЛЕТОК

1. РОЛЬ ПОТЕНЦИАЛОВ ДЕЙСТВИЯ В ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

РАЗДРАЖИМОСТЬ –
СПОСОБНОСТЬ ЖИВЫХ
КЛЕТОК ПОД ВЛИЯНИЕМ
РАЗДРАЖИТЕЛЕЙ
(определенных

факторов внешней или внутренней среды)
ПЕРЕХОДИТЬ ИЗ СОСТОЯНИЯ ПОКОЯ
В СОСТОЯНИЕ АКТИВНОСТИ.
ПРИ ЭТОМ ВСЕГДА
МЕНЯЕТСЯ
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ МЕМБРАНЫ.

ВОЗБУДИМОСТЬ –
СПОСОБНОСТЬ
СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ
ВОЗБУДИМЫХ КЛЕТОК
В ОТВЕТ НА ДЕЙСТВИЕ
РАЗДРАЖИТЕЛЯ
ГЕНЕРИРОВАТЬ
ОСОБУЮ ФОРМУ КОЛЕБАНИЯ МЕМБРАННОГО ПОТЕНЦИАЛА –
ПОТЕНЦИАЛ ДЕЙСТВИЯ.

Слайд 3

Реакции возбудимых клеток В принципе возможны различные ответы возбудимых клеток на

Реакции возбудимых клеток
В принципе возможны различные ответы
возбудимых клеток
на действие раздражителей:
ЛОКАЛЬНЫЙ

ОТВЕТ
ПД
и некоторые другие виды потенциалов

ЛОКАЛЬНЫЙ ОТВЕТ:
ПОДПОРОГОВЫЙ
раздражитель
(50-75% от порогового)

ДЕПОЛЯРИЗАЦИЯ МЕНЬШЕ
КРИТИЧЕСКОЙ

НЕБОЛЬШОЕ УВЕЛИЧЕНИЕ
НАТРИЕВОЙ
ПРОНИЦАЕМОСТИ,
МЕХАНИЗМ П.О.С.
НЕ ВКЛЮЧАЕТСЯ. –
ПРОЦЕСС БЫСТРО ЗАТУХАЕТ.

Слайд 4

Изменения возбудимости В ПРОЦЕССЕ РАЗВИТИЯ ПД ВОЗБУДИМОСТЬ МЕНЯЕТСЯ. СНИЖЕНИЕ ВОЗБУДИМОСТИ называется

Изменения возбудимости

В ПРОЦЕССЕ РАЗВИТИЯ ПД
ВОЗБУДИМОСТЬ МЕНЯЕТСЯ.
СНИЖЕНИЕ ВОЗБУДИМОСТИ называется
ОТНОСИТЕЛЬНОЙ РЕФРАКТЕРНОСТЬЮ,
ПОЛНАЯ

УТРАТА ВОЗБУДИМОСТИ –
АБСОЛЮТНОЙ РЕФРАКТЕРНОСТЬЮ.

Возбудимость повышается по мере приближения МП к уровню критической деполяризации
и снижается по мере удаления от этого значения.

Последовательные изменения возбудимости при развитии ПД:

Слайд 5

Последовательные изменения возбудимости В НАЧАЛЕ ФАЗЫ ДЕПОЛЯРИЗАЦИИ – УВЕЛИЧЕНИЕ; ПО МЕРЕ

Последовательные изменения возбудимости
В НАЧАЛЕ
ФАЗЫ ДЕПОЛЯРИЗАЦИИ –
УВЕЛИЧЕНИЕ;
ПО МЕРЕ УДАЛЕНИЯ ОТ

КРИТИЧЕСКОЙ ТОЧКИ –
СНИЖЕНИЕ,
И НА ВЫСОТЕ ФАЗЫ ДЕПОЛЯРИЗАЦИИ –
АБСОЛЮТНАЯ РЕФРАКТЕРНОСТЬ.

ПО МЕРЕ РЕПОЛЯРИЗАЦИИ
АБСОЛЮТНАЯ РЕФРАКТЕРНОСТЬ
СМЕНЯЕТСЯ
ОТНОСИТЕЛЬНОЙ.
БЛИЖЕ К КОНЦУ ФАЗЫ РЕПОЛЯРИЗАЦИИ ВОЗБУДИМОСТЬ СНОВА
УВЕЛИЧЕНА
(СОСТОЯНИЕ «СУПЕРНОРМАЛЬНОСТИ»)
ВО ВРЕМЯ ФАЗЫ ГИПЕРПОЛЯРИЗАЦИИ –
СНИЖЕНА.

Слайд 6

Возбуждение ВОЗБУЖДЕНИЕ – ОТВЕТ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ КЛЕТОК НА ДЕЙСТВИЕ ПОРОГОВЫХ И НАДПОРОГОВЫХ

Возбуждение

ВОЗБУЖДЕНИЕ –
ОТВЕТ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ КЛЕТОК
НА ДЕЙСТВИЕ ПОРОГОВЫХ
И НАДПОРОГОВЫХ РАЗДРАЖИТЕЛЕЙ.
ЭТО

СЛОЖНЫЙ КОМПЛЕКС
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ И ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ
ИЗМЕНЕНИЙ,
В ОСНОВЕ КОТОРОГО
ЛЕЖИТ ПД.

РЕЗУЛЬТАТ ВОЗБУЖДЕНИЯ ЗАВИСИТ ОТ ТОГО,
В КАКОЙ ТКАНИ ОНО РАЗВИВАЛОСЬ
(ГДЕ ВОЗНИК ПД).
К СПЕЦИАЛИЗИРОВАН-НЫМ ВОЗБУДИМЫМ ТКАНЯМ ОТНОСЯТСЯ:
НЕРВНАЯ
МЫШЕЧНАЯ
ЖЕЛЕЗИСТАЯ

Слайд 7

Нервный импульс ПД ОБЕСПЕЧИВАЮТ ПРОВЕДЕНИЕ ВОЗБУЖДЕНИЯ ПО НЕРВНЫМ ВОЛОКНАМ И ИНИЦИИРУЮТ

Нервный импульс

ПД
ОБЕСПЕЧИВАЮТ
ПРОВЕДЕНИЕ
ВОЗБУЖДЕНИЯ
ПО НЕРВНЫМ ВОЛОКНАМ
И ИНИЦИИРУЮТ ПРОЦЕССЫ
СОКРАЩЕНИЯ МЫШЕЧНЫХ


И
СЕКРЕЦИИ ЖЕЛЕЗИСТЫХ КЛЕТОК.
ПОТЕНЦИАЛ ДЕЙСТВИЯ, ВОЗНИКШИЙ В НЕРВНОМ ВОЛОКНЕ,-
НЕРВНЫЙ ИМПУЛЬС.
Слайд 8

2. ОБ АКСОНАХ АКСОНЫ (НЕРВНЫЕ ВОЛОКНА) – ДЛИННЫЕ ОТРОСТКИ НЕРВНЫХ КЛЕТОК

2. ОБ АКСОНАХ

АКСОНЫ
(НЕРВНЫЕ ВОЛОКНА) –
ДЛИННЫЕ ОТРОСТКИ НЕРВНЫХ КЛЕТОК (НЕЙРОНОВ).
АФФЕРЕНТНЫЕ ПУТИ


ОТ ОРГАНОВ ЧУВСТВ К ЦНС,
ЭФФЕРЕНТНЫЕ ПУТИ –
ОТ ЦНС К МЫШЦАМ.
ПРОТЯЖЕННОСТЬ – МЕТРЫ.
ДИАМЕТР В СРЕДНЕМ
1-100 МКМ,
У ГИГАНТСКОГО АКСОНА КАЛЬМАРА – в среднем 600 МКМ, ДО ММ.
Слайд 9

Виды аксонов АКСОНЫ МИЕЛИНОВАЯ ОБОЛОЧКА – окружающая аксон дополнительная многослойная (до

Виды аксонов

АКСОНЫ

МИЕЛИНОВАЯ
ОБОЛОЧКА –
окружающая аксон дополнительная многослойная
(до 250 слоев)
мембрана.
ОБРАЗОВАНИЕ:
внедрение

в шванновскую клетку
(леммоцит, олигодендроцит)
и многократное наматывание мембраны этой клетки на аксон.

МИЕЛИНИЗИРОВАННЫЕ
(МИЕЛИНОВЫЕ,
МЯКОТНЫЕ)
ЕСТЬ
МИЕЛИНОВАЯ ОБОЛОЧКА

НЕМИЕЛИНИЗИРОВАННЫЕ
(АМИЕЛИНОВЫЕ,
БЕЗМЯКОТНЫЕ)
НЕТ
МИЕЛИНОВОЙ ОБОЛОЧКИ

Слайд 10

Миелиновая оболочка МИЕЛИН – ОЧЕНЬ ХОРОШИЙ ИЗОЛЯТОР. ЧЕРЕЗ КАЖДЫЕ 1-2 ММ

Миелиновая оболочка

МИЕЛИН – ОЧЕНЬ ХОРОШИЙ ИЗОЛЯТОР.
ЧЕРЕЗ КАЖДЫЕ 1-2 ММ - ПЕРЕХВАТЫ

РАНВЬЕ, ПО 1 МКМ.
ТОЛЬКО В ОБЛАСТИ ПЕРЕХВАТОВ
ВОЗБУДИМАЯ МЕМБРАНА
КОНТАКТИРУЕТ С ВНЕШНЕЙ СРЕДОЙ.
Слайд 11

3. КАБЕЛЬНАЯ ТЕОРИЯ ПРОВЕДЕНИЯ АКСОН ↔ КАБЕЛЬ: ПОЛАЯ ТРУБКА, ВНУТРЕННЕЕ СОДЕРЖИМОЕ

3. КАБЕЛЬНАЯ ТЕОРИЯ ПРОВЕДЕНИЯ

АКСОН ↔ КАБЕЛЬ:
ПОЛАЯ ТРУБКА,
ВНУТРЕННЕЕ
СОДЕРЖИМОЕ –
АКСОПЛАЗМА –
ПРОВОДНИК
(КАК

И МЕЖКЛЕТОЧНАЯ ЖИДКОСТЬ),
СТЕНКА – МЕМБРАНА –
ИЗОЛЯТОР.
МЕХАНИЗМ ПРОВЕДЕНИЯ ВОЗБУ-ЖДЕНИЯ
(РАСПРОСТРАНЕНИЯ НЕРВНОГО ИМПУЛЬСА)
ВКЛЮЧАЕТ ДВЕ СТУПЕНИ.
Слайд 12

Две ступени механизма проведения ПЕРВАЯ СТУПЕНЬ (I) – ВОЗНИКНОВЕНИЕ ЛОКАЛЬНЫХ ТОКОВ

Две ступени механизма проведения
ПЕРВАЯ СТУПЕНЬ (I) –
ВОЗНИКНОВЕНИЕ ЛОКАЛЬНЫХ ТОКОВ
И РАСПРОСТРАНЕНИЕ ВОЛНЫ

ДЕПОЛЯРИ-ЗАЦИИ ВДОЛЬ ВОЛОКНА.
ВТОРАЯ СТУПЕНЬ (II) –
ФОРМИРОВАНИЕ
ПОТЕНЦИАЛОВ
ДЕЙСТВИЯ
НА НОВЫХ УЧАСТКАХ ВОЛОКНА.
Слайд 13

Первая ступень I ЛОКАЛЬНЫЕ ТОКИ циркулируют между возбужденным и невозбужденным участками

Первая ступень

I
ЛОКАЛЬНЫЕ ТОКИ
циркулируют между возбужденным и невозбужденным участками нервного волокна
ввиду

разной полярности мембраны на этих участках:
внутри клетки – от возбужденного участка к невозбужденному,
снаружи - наоборот.
Слайд 14

Первая и вторая ступени проведения ЛОКАЛЬНЫЙ ТОК ↓ СДВИГ МП СОСЕДНЕГО

Первая и вторая ступени проведения

ЛОКАЛЬНЫЙ ТОК

СДВИГ МП
СОСЕДНЕГО
УЧАСТКА

...
РАСПРОСТРАНЕНИЕ
ВОЛНЫ
ДЕПОЛЯРИЗАЦИИ
ПО ВОЛОКНУ,
КАК ТОКА

ПО КАБЕЛЮ.

II
КРИТИЧЕСКАЯ
ДЕПОЛЯРИЗАЦИЯ
ОЧЕРЕДНОГО УЧАСТКА

ОТКРЫТИЕ
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ
НАТРИЕВЫХ,
ПОТОМ КАЛИЕВЫХ
КАНАЛОВ,-
ВОЗНИКНОВЕНИЕ ПД

Слайд 15

Энергетическое обеспечение проведения В РАЗНЫХ УЧАСТКАХ ВОЛОКНА ПД ФОРМИРУЮТСЯ НЕЗАВИСИМЫМИ ИОННЫМИ

Энергетическое обеспечение проведения

В РАЗНЫХ УЧАСТКАХ ВОЛОКНА
ПД ФОРМИРУЮТСЯ НЕЗАВИСИМЫМИ ИОННЫМИ ПОТОКАМИ
ЧЕРЕЗ

МЕМБРАНУ
(ПЕРПЕНДИКУЛЯРНЫМИ
К НАПРАВЛЕНИЮ РАСПРОСТРАНЕНИЯ).

Величина потоков определяется
не силой локальных токов вдоль мембраны,
а концентрационными градиентами ионов.
Эти градиенты создаются насосами.
Работа насосов обеспечивается энергией гидролиза АТФ.

i

e

Na

K

Слайд 16

Свойство нервного импульса ⇓ На каждом участке - энергетическая подпитка процесса

Свойство нервного импульса


На каждом участке -
энергетическая подпитка процесса

НЕРВНЫЙ ИМПУЛЬС
РАСПРОСТРАНЯЕТСЯ
ВДОЛЬ ВОЛОКНА


БЕЗ ЗАТУХАНИЯ
(С НЕИЗМЕННОЙ
АМПЛИТУДОЙ)
Роль локальных токов -
ИНИЦИАЦИЯ процесса
путем деполяризации мембраны все новых участков
до критического уровня.
Слайд 17

4. НАПРАВЛЕНИЕ И СКОРОСТЬ ПРОВЕДЕНИЯ В принципе локальные токи могли бы

4. НАПРАВЛЕНИЕ И СКОРОСТЬ ПРОВЕДЕНИЯ

В принципе локальные токи могли бы течь

в двух направлениях:

Однако реально проведение ОДНОСТОРОННЕЕ.
Причины:
Наличие в нервной системе СИНАПСОВ С ОДНОСТОРОННЕЙ ПРОВОДИМОСТЬЮ.
Свойство РЕФРАКТЕРНОСТИ нервных волокон
(импульс не может повернуть обратно).

Слайд 18

СКОРОСТЬ ПРОВЕДЕНИЯ СКОРОСТЬ ПРОВЕДЕНИЯ ТЕМ ВЫШЕ, ЧЕМ БОЛЬШЕ КАБЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ВОЛОКНА,

СКОРОСТЬ ПРОВЕДЕНИЯ
СКОРОСТЬ ПРОВЕДЕНИЯ
ТЕМ ВЫШЕ,
ЧЕМ БОЛЬШЕ КАБЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ВОЛОКНА,
т.е.,
проводящие

свойства аксоплазмы и изоляционные свойства мембраны.

ДЛЯ ИХ ОЦЕНКИ –
КОНСТАНТА ДЛИНЫ
НЕРВНОГО ВОЛОКНА:

Слайд 19

Константа длины Здесь D – диаметр всего волокна, bm – толщина

Константа длины

Здесь
D – диаметр всего
волокна,
bm – толщина его
мембраны,
ρm

– удельное сопротив-
ление мембраны,
ρа - удельное сопротив-
ление аксоплазмы.

ФИЗИЧЕСКИЙ СМЫСЛ
λ:
это
РАССТОЯНИЕ,
НА КОТОРОМ
ПОДПОРОГОВЫЙ
ПОТЕНЦИАЛ
УМЕНЬШИЛСЯ БЫ
в «е» РАЗ.

Слайд 20

СКОРОСТЬ ПРОВЕДЕНИЯ ИОННЫЙ СОСТАВ АКСОПЛАЗМЫ ОДИНАКОВ ⇒ ρa ОДИНАКОВО. Т.е., константа

СКОРОСТЬ ПРОВЕДЕНИЯ

ИОННЫЙ СОСТАВ АКСОПЛАЗМЫ ОДИНАКОВ ⇒
ρa ОДИНАКОВО.
Т.е., константа длины

может меняться за счет параметров
D,
bm и ρm .

БЕСПОЗВОНОЧНЫЕ:
УВЕЛИЧЕНИЕ ДИАМЕТРА
ВОЛОКНА

ПОЗВОНОЧНЫЕ:
УВЕЛИЧЕНИЕ ТОЛЩИНЫ И
УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВ-
ЛЕНИЯ МЕМБРАНЫ
ПУТЕМ ПРИОБРЕТЕНИЯ
МИЕЛИНОВОЙ ОБОЛОЧКИ

Слайд 21

5. НЕПРЕРЫВНОЕ И САЛЬТАТОРНОЕ ПРОВЕДЕНИЕ Миелиновая оболочка не только увеличила толщину

5. НЕПРЕРЫВНОЕ И САЛЬТАТОРНОЕ ПРОВЕДЕНИЕ


Миелиновая оболочка
не только увеличила
толщину и удельное
сопротивление

мембраны, но и качественно изменила
(в рамках кабельной теории)
способ проведения.

ПРОВЕДЕНИЕ

НЕПРЕРЫВНОЕ
(АМИЕЛИНОВЫЕ
ВОЛОКНА)

САЛЬТАТОРНОЕ
(МИЕЛИНОВЫЕ
ВОЛОКНА)

Слайд 22

НЕПРЕРЫВНОЕ И САЛЬТАТОРНОЕ ПРОВЕДЕНИЕ ПРИ НЕПРЕРЫВНОМ ПРОВЕДЕНИИ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО, ОДИН ЗА ДРУГИМ

НЕПРЕРЫВНОЕ И САЛЬТАТОРНОЕ ПРОВЕДЕНИЕ

ПРИ НЕПРЕРЫВНОМ ПРОВЕДЕНИИ
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО, ОДИН ЗА ДРУГИМ
ВСЕ УЧАСТКИ
АМИЕЛИНОВОГО

ВОЛОКНА ПЕРЕХОДЯТ В СОСТОЯНИЕ ВОЗБУЖДЕНИЯ.

САЛЬТАТОРНОЕ
ПРОВЕДЕНИЕ –
«СКАЧКООБРАЗНОЕ».
ВОЗБУДИМАЯ МЕМБРАНА МЯКОТНОГО АКСОНА ОБНАЖЕНА ТОЛЬКО В ПЕРЕХВАТАХ РАНВЬЕ.
ТОЛЬКО ТАМ ОТКРЫВА-ЮТСЯ НАТРИЕВЫЕ И КАЛИЕВЫЕ КАНАЛЫ,
ТОЛЬКО В НИХ ПРОИСХОДИТ ГЕНЕРАЦИЯ ПД.