1 Понятие физиологии нервной системы основные функции центральной нервной системы


Название1 Понятие физиологии нервной системы основные функции центральной нервной системы
страница9/14
Дата публикации05.06.2013
Размер0.62 Mb.
ТипДокументы
userdocs.ru > Биология > Документы
1   ...   6   7   8   9   10   11   12   13   14
^

5. Электрические процессы, происходящие в нейроне.

5.1. Раздражимость и возбудимость живых клеток.


Биологические системы (организмы, ткани, клетки) находятся в 2-х состояниях - покоя и активности.

^ Состояние покоя биосистемы можно наблюдать при отсутствии специальных раздражающих воздействий извне. Оно характеризуется постоянством физиологических параметров. При изменении внешних и внутренних факторов биосистема может переходить в активное состояние.

Способность живых организмов и их систем реагировать на внешнее воздействие изменением своих физико-химических и физиологических параметров называется раздражимостью. Раздражимость - универсальное свойство живого.

Способность организма (органов, тканей, клеток) отвечать на раздражение активной специфической реакцией возбуждения называется возбудимостью.

Раздражимость и возбудимость характеризуют свойство биологических систем. Процесс воздействия на живой объект внешних факторов называется раздражением. Факторы внешней среды, вызывающие переход системы в активное состояние называются раздражителями. Раздражители подразделяются по качеству (химические, физические) и количественному значению. По биологическому значению все раздражители относятся к адекватным и неадекватным раздражителям. Адекватный - такой раздражитель, к восприятию, которого данная биосистема приспособилась в процессе эволюции.

Неадекватные раздражители относятся к раздражителям не являющимися в естественных условиях средствами возбуждения данной системы, но способные при достаточной силе вызвать возбуждение. Все раздражители в зависимости от силы делятся на: пороговые, подпороговые, максимальные, субмаксимальные и супермаксимальные.

Минимальная сила раздражителя необходимая для возникновения минимального по величине возбуждения называется порогом возбуждения. Величина порога - мера возбудимости ткани.
^

5.2. Основные положения мембранной теории. Потенциал покоя.


Способность нервной системы и мышц генерировать электрические потенциалы известна давно - со времен работ Гальвани в конце 18 столетия. Однако наши знания о том, как возникает это биологическое электричество при функционировании нервной системы, основаны на исследованиях 40-летней давности, после того как были открыты гигантские аксоны кальмара, толщиной до 1 мм. Большая толщина этих волокон позволила провести на них некоторые из самых ранних электрофизиологических исследований.

Все живые клетки нашего тела обладают свойством “электрической полярности”. Это означает, что по отношению к какой-то отдаленной и явно нейтральной точке (электрики называют ее “землей”) внутренняя часть клетки испытывает относительный недостаток положительно заряженных частиц и поэтому, мы говорим, отрицательно заряжена относительно наружной стороны клетки. Что же это за частицы, находящиеся внутри и вне клеток нашего тела.

Жидкости нашего тела - это плазма, внеклеточная жидкость, спинномозговая жидкость - все это разновидности соленой воды. Встречающиеся в природе соли обычно составлены из нескольких химических элементов: Na, К, Са, Мg, несущие положительные заряды в жидкостях тела и Cl, Р, и остатков некоторых более сложных веществ, несущих отрицательный заряд. Заряженные молекулы или атомы именуются ионами. Положительно заряженные ионы называются катионами (Na+, К+, Са+, Мg+), отрицательно заряженные ионы называются анионами (Сl, Р, анионы белков). Внутри клеток относительный дефицит катионов обусловливает общий отрицательный заряд. Этот отрицательный заряд возникает потому, что мембрана клетки проницаема не для всех солей в равной мере и является хорошим электрическим изолятором (рис. 11).

Нервная и мышечная клетки, подобно другим клеткам организма, ограничены липопротеиновой мембраной, которая является хорошим электрическим изолятором. Мембрана соответствует нейро- и сарколемме, которые выявляются с помощью электронного микроскопа. По обе стороны мембраны, между содержимым клетки и внеклеточной жидкостью, обычно существует электрическая разность потенциалов - мембранный потенциал (МП). Мембранный потенциал оказывает влияние на процессы трансмембранного обмена веществ и в этом отношении важен, например, для функции эпителия почечных канальцев. В нервных и мышечных клетках изменения мембранного потенциала составляют основу деятельности клетки - переработка информации и процесса сокращения. Поэтому мембранный потенциал и его изменения следует рассмотреть подробно.

Датчиком, который обнаруживает присутствие потенциала в клетке, служит микроэлектрод - стеклянный капилляр, вытянутый так, чтобы получился очень тонкий кончик (диаметром менее 1 мкм), и заполненный проводящим ток раствором (рис. 12).

Референтным электродом во внеклеточной среде служит хлорированная серебряная пластинка. В начале регистрации оба электрода находятся во внеклеточной среде, и разности потенциалов между ними нет; график на схеме показывает нулевую “ внеклеточного потенциала”. Когда отводящий электрод проходит через клеточную мембрану в клетку, вольтметр регистрирует скачкообразный сдвиг потенциала примерно до -80 мВ. Этот сдвиг и соответствует мембранному потенциалу.
Схема расположения зарядов на мембране в состоянии покоя.



Рис. 11.
Схема для измерения мембранного потенциала.


Рис. 12.

В нервной и мышечной клетках мембранный потенциал долго сохраняется постоянным, если только клетки не активируются какими-то внешними воздействиями. Мембранный потенциал такой покоящейся клетки называется мембранным потенциалом покоя или просто потенциалом покоя (ПП). Таким образом, мембранным потенциалом покоя или потенциалом покоя называют разность потенциалов покоящейся клетки между внутренней и наружной сторонами мембраны. Внутренняя мембрана клетки заряжена отрицательно по отношению к наружной. ПП всегда отрицателен, у теплокровных животных он составляет от -50 до -100 мВ, исключение составляют гладкомышечные клетки, которые имеют низкий ПП - -30 мВ. Следовательно, в состоянии покоя клеточная мембрана поляризована. Уменьшение величины МП называют деполяризацией, увеличение - гиперполяризацией, восстановление до исходного уровня - реполяризацией.

Как и все клетки организма, нейрон способен поддерживать постоянство своей внутренней среды, заметно отличающейся по составу от окружающей жидкости. Особенно поразительны отличия в концентрациях ионов натрия и калия. Наружная среда в 10 раз богаче натрием, чем внутренняя, а внутренняя среда в 20-100 раз богаче калием, чем наружная. В состоянии покоя клеточная мембрана хорошо проницаема для калия, менее проницаема для натрия и непроницаема для внутриклеточных белков и других органических ионов. Ионы калия диффундируют из клетки по концентрационному градиенту, а непроникаемые анионы остаются в цитоплазме, обеспечивая появление разности потенциалов на мембране. Возникающая разность потенциалов препятствует выходу калия из клетки и при некотором ее значении наступает равновесие между выходом калия по концентрационному градиенту и входом этих катионов по возникающему электрическому градиенту. МП, при котором достигается это равновесие, называется равновесным потенциалом. Если бы в клетке работали бы только законы диффузии, то рано или поздно концентрации натрия, калия, хлора по обе стороны мембраны выровнялись бы, т.к., напомним, эти ионы относительно проницаемы для мембраны. Но этого не происходит, мембрана клетки имеет заряд, обусловленный разностью концентраций ионов внутри и снаружи клетки. Постоянство концентраций этих ионов в клетке поддерживается за счет специального механизма активного транспорта, благодаря внутреннему мембранному белку, называемому натрий-калий-аденозитрифосфатазным насосом, или Na++-АТФ-насосом, или просто натрий-насосом (Na+ - насос).

Белковая молекула Na+-насоса имеет молекулярный вес 272000 и размеры 6 на 8 нм, что несколько больше толщины клеточной мембраны. Каждый натрий-насос может использовать энергию, запасенную в форме фосфатной связи АТФ, для того, чтобы обменять 3 иона натрия внутренней среды на 2 иона калия наружной.
1   ...   6   7   8   9   10   11   12   13   14

Похожие:

1 Понятие физиологии нервной системы основные функции центральной нервной системы iconВлияние вегетативной нервной системы на функции внутренних органов
В структуре вегетативной нервной системы выделяют симпатическую и парасимпатическую части, взаимодействующие друг с другом
1 Понятие физиологии нервной системы основные функции центральной нервной системы iconОбщая физиология нервной системы функции нервной системы
Это обеспечивает адекватное приспособление к окружающему миру. Кроме того, с функциями цнс связаны процессы, лежащие в основе психической...
1 Понятие физиологии нервной системы основные функции центральной нервной системы iconОбщие принципы строения нервной системы и её функции. Нейрон как...
Общие принципы строения нервной системы и её функции. Нейрон как структурная и функциональная единица нервной системы. Синапсы, их...
1 Понятие физиологии нервной системы основные функции центральной нервной системы icon7. Вегетативная дисфункция, вегетативные кризы, клиника, неотложная...
Вегетативная дисфункция собирательное понятие, объединяющее нарушение функционирования внутренних органов и систем, вызванных расстройством...
1 Понятие физиологии нервной системы основные функции центральной нервной системы iconЗаболевания вегетативной нервной системы вегетативные и нейроэндокринные расстройства
Следует сразу подчеркнуть неразрывное единство веге­тативной и соматической нервной системы, координирован­ная деятельность которой...
1 Понятие физиологии нервной системы основные функции центральной нервной системы iconТесты по дисциплине «Анатомия цнс» Тема Значение нервной системы...
Тема Общий план строения нервной системы: центральный и периферический отделы
1 Понятие физиологии нервной системы основные функции центральной нервной системы iconЧто такое Соматоформная дисфункция вегетативной нервной системы ?
Характерная клиническая картина складывается из отчетливого вовлечения вегетативной нервной системы, дополнительных неспецифических...
1 Понятие физиологии нервной системы основные функции центральной нервной системы iconЛекция 14 поражение нервной системы при заболеваниях внутренних органов
Первые признаки, указывающие на вовлечение нервной системы при соматических заболеваниях, это повышенная утомляемость, раздражительность,...
1 Понятие физиологии нервной системы основные функции центральной нервной системы iconРеферат «Ноцицептивная и антиноцицептивная системы»
Ноцицептивная система комплекс структур периферической и центральной нервной системы - система восприятия боли, отвечающая за определение...
1 Понятие физиологии нервной системы основные функции центральной нервной системы iconВопросы к зачету по дисциплине «Физиология человека» для студентов...
Физиология центральной нервной системы (цнс): значение цнс, строение, функции и виды нейронов
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2020
контакты
userdocs.ru
Главная страница