ОБЩАЯ ФИЗИОЛОГИЯ ЦНС Доцент Андреевская М. В.

План лекции 1. 2. 3. 4. Структурно-функциональная организация нервной ткани. Классификация нейронов и синапсов. Возбуждение в ЦНС, механизмы. Торможение в ЦНС, значение.

Нервная система Ø Нервная система – это часть регуляторной системы организма, которая координирует деятельность всех органов и систем, обеспечивает приспособление организма к изменениям внутренней и внешней среды, формирует целенаправленное поведение.

Ситуация довольно мрачная, господа. Климат на Земле меняется, млекопитающие наступают и побеждают. Все дело в объеме и качестве мозга.

Организация нервной системы позвоночных Ø Центральная нервная система (ЦНС): Головной и спинной мозг (ассоциативные или интернейроны). Ø Периферическая нервная система (ПНС): l l Моторные или эфферентные нейроны; передают импульсы из ЦНС. Сенсорные или афферентные нейроны; передают импульсы в ЦНС.

Организация нервной системы позвоночных

Функции нервной системы Ø Сенсорная функция - собирает информацию из внешней и внутренней среды Ø Интегративная функция – обрабатывает информацию, принимает решения Ø Моторная функция - действует на органы и ткани, изменяя их функцию Ø Объединение нервных клеток осуществляется с помощью синапсов

Функции нейрона Ø Нейрон – структурно- функциональная единица нервной системы. l Тело клетки выполняет функцию l Аксон проводит нервный импульс к l Дендриты воспринимают l Пресинаптическое окончание сумматора другим клеткам возбуждающие и тормозные влияния от других нейронов содержит везикулы с медиатором, специфические рецепторы, значительное число кальциевых каналов. l Аксонный холмик имеет низкий порог возбуждения, высокую плотность натриевых каналов.

Клетки нейроглии Нейроглия обеспечивает поддержку, питание нейронов и выполняет защитные функции Ø Шванновские клетки: формируют миелиновые оболочки в ПНС. Обеспечивают опорную функцию. Ø Олигодендроциты: Ø формируют миелиновые оболочки Ø Астроциты: регулируют концентрацию К Ø Микроглия: макрофаги ЦНС Ø Эпендимальные клетки

Типы нейронов Мозг человека содержит – свыше 100 млрд нервных клеток Ø Ø Сенсорные нейроны – 5% Ассоциативные (вставочные) нейроны – 95% Ø Ø Моторные нейроны – 2%

Классификация нейронов Ø По характеру отростков: - псевдоуниполярные - БИПОЛЯРНЫЕ - МУЛЬТИПОЛЯРНЫЕ

Классификация нейронов Ø По звеньям рефлекторного пути: - афферентные - вставочные (интернейроны) - эфферентные

Классификация нейронов Ø По виду медиатора: - холинэргические - адренергические - серотонинергические и др.

Классификация нейронов Ø По влиянию: - возбуждающие - тормозящие

Регуляция функций Ø Основной принцип регуляции функций с участием нервной системы – рефлекс. Ø Структурной основой любого рефлекса является рефлекторная дуга.

Электрические свойства нервной ткани Ø Ø Мембранный потенциал сомы составляет около 70 m. V. Потенциал действия: деполяризация происходит за счет входа в сому Са++ , а в аксоплазму - Na+. Длительность ПД составляет около 5 мс. Следовая гиперполяризация

СИНАПС Ø Специализированные структурные соединения между клетками ( между двумя нейронами), обеспечивающие взаимные влияние между ними Ø На одном нейроне может быть до 10 000 синапсов Ø Результат может быть возбуждающим или тормозным Ø Трофическое влияние Ø Роль в реализации механизмов памяти

Классификация синапсов Ø По способу передачи сигнала: химические электрические смешанные

Ø По характеру действия - возбуждающие - тормозные Ø По месту контактов клеток - аксодендритические - аксосоматические - аксо-аксональные и др. Ø По природе медиатора - холинергические - адренергические и др.

Синапс в ЦНС Ø Компоненты синапса: l l l Пресинаптическая мембрана. Синаптическая щель. Постсинаптическая мембрана.

СИНАПСЫ Химические Электрические одностороннее проведение двустороннее синаптическая задержка отсутствует возбуждающие и тормозные только возбуждающие высокая утомляемость низкая утомляемость чувствительны к изменениям t менее чувствительны

Синапсы на теле нейрона Число синапсов на нейроне сильно варьирует: от нескольких в ядрах среднего мозга до 10 000 на мотонейронах спинного мозга В сенсорной коре до 98% синапсов локализованы на дендритах и только 2% на теле нейрона.

Взаимодействие нервных клеток Передача информации в синапсах осуществляется с помощью молекул специальных химических веществ - медиаторов Ø Медиаторы (нейротрансмиттеры): химические посредники, которые передают сигнал от пресинаптической мембраны к постсинаптической мембране. Ø Ø В качестве медиаторов в ЦНС используется множество химических веществ.

Взаимодействие нейротрансмиттера с рецептором Ø Модель ключ-замок: Нейротрансмиттер связывается с рецептором НТ = ключ Рецептор = замок Ø Рецептор изменяет структуру и открывает ионные каналы, что приводит к генерации постсинаптических потенциалов Ø

Нейротрансмиттеры (HT) По химическому строению HT можно разделить на: аминокислоты амины Норадреналин Дофамин Серотонин Гистамин Кислые аминокислоты Глицин Гамма-аминомаслянная кислота (ГАМК) Нейтральные: α-глутамат, α- аспартат нейропептиды Энкефалины Эндорфины Вещество Р Олигопептиды Ø Широко распространенным медиатором в синапсах ЦНС является ацетилхолин

Химический синапс

Быстрая и медленная химическая синаптическая передача БЫСТРАЯ Ø Нейротрансмиттер выделяется и связывается с рецептором хемочувствительного ионного канала. Ø Ответ регистрируется через несколько миллисекунд МЕДЛЕННАЯ Нейротрансмиттер связывается с рецептором и активирует высвобождение вторичного мессенджера в постсинптической клетке – который вызывает открытие ионного канала. Ответ регистрируется через несколько секунд или минут

Судьба нейротрансмиттера после выделения Действие НТ после выделения в синаптическую щель кратковременно и должно прекратиться Ø Пути инактивации НТ : A. Захватывается обратно в пресинаптическое нервное окончание. B. Ферментативное расщепление. C. Диффундирует из синаптической щели в межклеточное пространство. Ø

Возбуждающий и тормозной синапсы

Типы хемочувствительных ионных каналов на постсинаптической мембране Контакт НТ с рецептором приводит к открытию хемочувствительного ионного канала Na+ каналы Ca+ каналы K+ каналы Cl- каналы

Постсинаптические потенциалы ТПСП Мебраный потенциал Время ВПСП

Возбуждающий постсинаптический потенциал (ВПСП) Ø Волна деполяризации, которая приближает МП к КУД, облегчая возможность генерации ПД

Тормозный постсинаптический потенциал (ТПСП) Ø Волна гиперполяризации, которая увеличивает величину МП и уменьшает вероятность генерации ПД

Торможение в ЦНС Торможение – это активный процесс, результатом которого является прекращение или ослабление возбуждения Торможение в ЦНС открыл И. М. Сеченов в 1863 г

Сеченовское торможение На таламической лягушке определялось латентное время сгибательного рефлекса Ø Это время значительно увеличивалось, если на зрительный бугор положить кристаллик поваренной соли Ø

Классификация торможения в ЦНС Торможение Первичное: 1. Постсинаптическое: 1) Прямое ; 2) Возвратное; 3) Реципрокное. 4) Латеральное 2. Пресинаптическое Вторичное: 1. Торможение вслед за возбуждением; 2. Пессимум Введенского

Прямое постсинаптическое торможение Ø Выделение тормозного медиатора ( глицин) приводит к увеличению проницаемости мембраны для К+ и Cl-, возникновению гиперполяризации или ТПСП

Возвратное торможение Сильное возбуждение нервного центра сопровождается самоторможением его через тормозные интернейроны Реншоу Ø Функция: ограничение перевозбуждения центров

Реципрокное торможение Ø Возбуждение одного центра сопровождается торможением другого центра, осуществляющего антагонистический рефлекс Механизм координации деятельности центров Ø

Латеральное торможение Ø Распространение процесса торможения на нервные центры, которые находятся рядом с очагом возбуждения

Пресинаптическое торможение Структурная основа – аксо-аксональные синапсы Ø В ядрах тройничного нерва, ядрах таламуса Ø Взаимодействии медиатора (ГАМК) с рецепторами на Пост. СМ приводит к стойкой длительной деполяризации мембраны аксона Ø Возбудимость и проводимость в этом участке аксона уменьшается Ø

Пресинаптическое торможение Ø поступление Са в пресинаптическое окончание аксона Ø выделение медиатора в синаптическую щель Ø Проведение возбуждения снижается или прекращается Роль: позволяет затормозить отдельные синаптические входы на нейроне, регулирует приток сенсорной импульсации в ЦНС

Роль торможения в ЦНС Ø Ограничение возбуждения, что обеспечивает возможность осуществления регулирующей роли ЦНС Ø Обеспечивает координационную деятельность ЦНС Ø Охранительное отсутствие торможения привело бы к истощению медиаторов и прекращению деятельности ЦНС Ø Важная роль в обработке поступающей в ЦНС информации