Физиология нерва Физиологические свойства периферических нервов или физиология

Физиология нерва Физиологические свойства периферических нервов, или физиология безмиелиновых и миелиновых нервных волокон

Физиология нерва • Главная функция нервных волокон это проведение нервных импульсов, т. е. передача информации от ЦНС к периферии ( ЭФФЕРЕНТНЫЕ, или двигательные волокна) или от периферии к ЦНС (АФФЕРЕНТНЫЕ, или сенсорные, волокна)

СОМАТИЧЕСКАЯ И ВЕГЕТАТИВНАЯ РЕФЛЕКТОРНЫЕ ДУГИ

Физиология нерва Строение нервных волокон. НЕРВНОЕ ВОЛОКНО - это аксон (или дендрит), заключенный в глиальную оболочку НЕРВНЫЙ ПУЧОК - это совокупность нервных волокон НЕРВ (НЕРВНЫЙ СТВОЛ) – это совокупность нервных пучков

Физиология нерва • В зависимости от строения глиальной оболочки нервного волокна ( в том числе от наличия в ней миелина, различают • МИЕЛИНОВЫЕ (МИЕЛИНИЗИРОВАННЫЕ, ИЛИ МЯКОТНЫЕ) ВОЛОКНА (диаметр 1 - 25 мкм) • БЕЗМИЕЛИНОВЫЕ (НЕМИЕЛИЗИНИРОВАННЫЕ, БЕЗМЯКОТНЫЕ) волокна (диаметр -0, 5 - 2 мкм).

Физиология нерва • БЕЗМИЕЛИНОВЫЕ ВОЛОКНА (в составе ВНС) образуются путем погружения осевого цилиндра (аксона) в цитоплазму ЛЕММОЦИТОВ (до 10 -20 аксонов в 1 клетке). Поверхность волокна покрыта базальной мембраной. • Безмиелиновое волокно подобно электрическому кабелю (ВОЛОКНАМИ КАБЕЛЬНОГО ТИПА) • У них низкая скорость проведения нервных импульсов (0. 5 -2 м/с).

Физиология нерва Образование миелиновой оболочки и узловых перехватов, или перехватов Ранвье.

Физиология нерва • В миелиновом волокне осевой цилиндр окружается глиальными клетками, которые вырабатывают миелин Миелин окружает плазмолемму аксона. • В миелиновых волокнах осевой цилиндр (аксон) непосредственно окружен миелиновой оболочкой, вокруг которой располагается тонкий слой нейролеммы (цитоплазмы) и ядро леммоцита, т. е. шванновской клетки. • Снаружи миелиновое волокно покрыто базальной мембраной.

РОЛЬ НЕЙРОГЛИИ В МИЕЛИНИЗАЦИИ НЕРВНЫХ ВОЛОКОН

Физиология нерва • Миелиновая оболочка на 80 % состоит из липидов (они обладают высоким омическим сопротивлением) и на 20 % - из белка. • Миелиновая оболочка возникает в результате слияния многочисленных (до 300) мембранных витков (пластин). Это происходит при взаимодействии осевого цилиндра и клеток олигодендроглии (леммоцитов).

Физиология нерва • По длине волокна миелиновая оболочка имеет прерывистый ход, благодаря чему формируются УЗЛОВЫЕ ПЕРЕХВАТЫ, ИЛИ ПЕРЕХВАТЫ РАНВЬЕ. • Они расположены на границе соседних леммоцитов • В них аксон прикрыт отростками соседних леммоцитов.

Физиология нерва • Перехваты Ранвье повторяются по ходу волокна с определенными интервалами • Длина участков между перехватами зависит от толщины волокна – чем оно толще, тем больше длина - при диаметре 10 -20 мкм она составляет 1 -2 мм, а при диаметре 1 -2 мкм - 0, 2 мм. • В области перехвата аксон расширен и в его плазмолемме присутствуют многочисленные натриевые каналы - до 12 тысяч на 1 мкм 2, • Вне перехватов, т. е. под миелиновой оболочкой натриевые каналы отсутствуют

Физиология нерва • Перехваты Ранвье играют важную роль в процессе проведения возбуждения по нервному волокну - они обеспечивают высокую скорость проведения возбуждения и его бездекрементность (импульс не затухает)

РОЛЬ НЕЙРОГЛИИ В МИЕЛИНИЗАЦИИ НЕРВНЫХ ВОЛОКОН

Физиология нерва • Механизм проведение возбуждения по нервным волокнам.

Физиология нерва Теория малых токов Германа • Механизм распространения нервного импульса связан с появлением местных круговых токов, которые возникают при прохождении ионов (K, Na, Ca) через мембрану аксона • Это приводит к возникновению разности потенциалов между внутриаксональным содержимым и наружной средой

Физиология нерва • Возникшая разность потенциалов возбуждает кольцевой участок аксона. • В нем возникают ионные токи, устанавливается разность потенциалов, которая возбуждает следующий участок, и так все дальше и дальше по аксону до синапса.

Физиология нерва Механизм проведения возбуждения в безмиелиновых волокнах

Физиология нерва • В безмиелиновых волокнах возбуждение постепенно охватывает соседние участки мембраны осевого цилиндра и волнообразно распространяется до конца аксона. • Скорость распространения возбуждения по волокну определяется его диаметром – чем больше диаметр, тем выше скорость • Но, в целом, скорость не превышает 0, 5 -2, 0 м/с

Физиология нерва • Механизм сальтаторного (скачкообразного) проведения возбуждения по миелиновым волокнам.

Физиология нерва • В миелиновых волокнах круговые электрические токи возникают только в области перехватов Ранвье, которые обладают высокой возбудимостью. • В перехвате генерируется очередной потенциал действия (ПД). • Он вызывает генерацию ПД в соседнем перехвате Ранвье, а возникший в этом перехвате новый ПД вызывает возбуждение следующего перехвата Ранвье и т. д.

Физиология нерва • Все это приводит к скачкообразному, или сальтаторному (от лат. saltare – прыгать), проведению возбуждения по нерву • Этот механизм обеспечивает высокую скорость распространения ПД,

Физиология нерва • Скорость проведения возбуждения по миелиновому волокну прямо пропорциональна диаметру волокна и длине между перехватами Ранвье, т. е. чем больше диаметр и чем длиннее интервал между перехватами Ранвье, тем выше скорость проведения возбуждения. • Скорость проведения возбуждения варьирует от 2 м/с до 120 м/с

Потенциал действия (МПД)

Физиология нерва • Законы проведения возбуждения по нервным волокнам

Физиология нерва Закон изолированного проведения возбуждения по нервному волокну Проведение возбуждения по отдельным нервным волокнам, проходящим в составе нерва, происходит изолированно, независимо от других волокон.

Физиология нерва Изолированное проведение ПД обусловлено: • Наличием глиальных (в том числе миелиновой) оболочек • Низким сопротивлением жидкости межволоконного пространства, т. е. шунтированием тока жидкостью

Физиология нерва • Возможность изолированного проведения возбуждения имеет важное физиологическое значение, так как обеспечивает, например, изолированность сокращения каждой нейромоторной единицы.

Физиология нерва Закон анатомической и физиологической целостности нервного волокна: Необходимым условием проведения возбуждения в нерве является не только его анатомическая непрерывность, но и физиологическая целостность. При нарушении свойств мембраны волокна (перевязка, блокада новокаином и другими агентами), проведение возбуждения по волокну прекращается

Физиология нерва Значение закона анатомической и физиологической целостности нервного волокна: применение местных анестетиков, блокирующих активность натриевых каналов в перехватах Ранвье, в клинической медицине с целью обезболивания

Физиология нерва закон двухстороннего проведения возбуждения по нервному волокну - любое нервное волокно (афферентное или эфферентное) способно проводить возбуждение в обоих направлениях (к нейрону или от него). Но реально (за счет наличия одностороннего проведения возбуждения в химических синапсах) возбуждение идет в одном направлении - по афферентному волокну - от периферии у центру, а по эфферентному - от центра к периферии

Физиология нерва закон практической неутомляемости нервных волокон (Н. Е. Введенский) Нервное волокно обладает малой утомляемостью Это обусловлено высокой скоростью ресинтеза АТФ в волокне и высокой лабильностью нервного волокна

Физиология нерва Закон прямой пропорциональной зависимости скорости проведения импульса от диаметра нервного волокна. • Закон установлен лауреатами Нобелевской премии Джозефом Эрлангером и Гербертом Гассером. • На основании этого закона они предложили классификацию нервных волокон.

Физиология нерва Функциональная классификация периферических нервных волокон 1. Чувствительные (афферентные, или сенсорные) нервные волокна 2. Двигательные (эфферентные, или моторные) нервные волокна.

Физиология нерва Классификация периферических нервных волокон (Эрлангер Д. , Гассер Г. , 1937) ) Критерии классификации 1. диаметр волокна 2. возбудимость волокна 3. временные характеристики ПД волокна 4. скорость проведения возбуждения

Физиология нерва Классификация волокон Эрлангера и. Гассера • Волокна группы А - альфа, бета, гамма ( V=70 -120, 40 -70 и 15 -40 м/с), • Волокна группы В (V=73 -14 м/с) • Волокна группы С (0, 5 -2, 0. м/с)

Физиология нерва Волокна группы А альфа (диаметр -13 -22 мкм, скорость - 60 - 120 м/с, длительность ПД- 0, 4 -0, 5 мс) 1). эфферентные волокна, проводящие возбуждение к скелетным мышцам от альфа-мотонейронов 2) афферентные волокна, проводящие возбуждение от мышечных рецепторов в ЦНС

Физиология нерва Волокна группы А бета (диаметр – 8 -13 - мкм, скорость - 40 - 70 м/с, длительность ПД- 0, 4 -0, 6 мс) 1. Афферентные волокна, проводящие возбуждение от рецепторов прикосновения и сухожильных рецепторов в ЦНС

Физиология нерва Волокна группы А гамма (диаметр – 4 -8 мкм, скорость - 15 - 40 м/с, длительность ПД- 0, 5 -0, 7 мс) 1) эфферентные волокна к мышечным веретенам от гамма-мотонейрнов 2). афферентные волокна, проводящие возбуждение от рецепторов прикосновения и давления в ЦНС

Физиология нерва Волокна группы В (диаметр – 1 -3 мкм, скорость -3 -14 м/с, длительность ПД- 1, 2 мс) Это - преганглионарные волокна вегетативной нервной системы

Вегетативный ганглий Преганглионарное волокно Никотиновый рецептор Преганглионарный синапс (АХ) Постганглионарные волокна

СОМАТИЧЕСКАЯ И ВЕГЕТАТИВНАЯ РЕФЛЕКТОРНЫЕ ДУГИ

Физиология нерва Волокна группы С (диаметр – 0, 5— 1, 0 мкм, скорость -0, 52, 0 м/с, длительность ПД- 2, 0 мс) 1. постганглионарные волокна ВНС 2. афферентные волокна, проводящие возбуждение от рецепторов боли, давления и тепла в ЦНС

Физиология нерва Аксонный (аксональный) транспорт - медленный транспорт - быстрый. транспорт

Физиология нерва Аксонный, или аксональный, транспорт (ток) - перемещение по аксону различных веществ и органелл.

Физиология нерва • • Виды аксонального транспорта 1. Антероградный – (прямой – из тела нейрона по аксону) А) медленный транспорт (1 -5 мм в сутки) Б) быстрый транспорт (100 - 2500 мм в сутки) 2. Ретроградный (обратный, т. е. из аксона в тело нейрона).

Физиология нерва Медленный аксонный транспорт обеспечивает перенос содержимого перикариона и аксоплазмы ко всем участкам аксона (элементы цитоскелета, пузырьки, лизосомы, ферменты),

Физиология нерва Быстрый аксонный транспорт - обеспечивает аксон питательными и биологически активными веществами, медиаторами, т. е. осуществляет жизнеобеспечение аксона и эффективность синаптической передачи

Физиология нерва Дендритный транспорт - движение веществ от тела к окончаниям дендритов. • Осуществляется транспорт белков, необходимых для функционирования аксодендритических синапсов. • Пример – транспорт (со скоростью 3 мм/час. ) ацетилхолинэстеразы, которая разрушает ацетилхолин, выделяющийся в качестве медиатора в холинергических синапсах.

Физиология нерва • Электронейрография.