Общая физиология ЦНС n Центральная нервная система

Общая физиология ЦНС

n Центральная нервная система – это совокупность нервных образований спинного и головного мозга, обеспечивающих восприятие, обработку, передачу, хранение и воспроизведение информации с целью адекватного взаимодействия организма и окружающей среды.

n 1. 2. 3. ЦНС координирует деятельность всех органов и систем и обеспечивает: адаптацию организма к изменениям окружающей среды. эффективную и быструю реакцию организма на изменение внутренней среды. формирование целенаправленного поведенческого акта.

n Основной механизм деятельности ЦНС – рефлекс. n Понятие о рефлексе ввел в середине 16 века французский ученый Рене Декарт.

n Рефлекс – от латинского reflecto – отражение - это ответная реакция организма на любое воздействие (внешнее или внутреннее) при непременном участии ЦНС.

Рефлекторная дуга

n Структурной и функциональной единицей нервной системы является нервная клетка – нейрон.

Структура нейрона

n Нейрон – это специализированная клетка, способная принимать, обрабатывать, кодировать, передавать и хранить информацию, реагировать на раздражения, устанавливать контакты с другими нейронами, клетками органов.

Мотонейрон

n 1. 2. 3. Функционально нейроны делят на три типа: Афферентные Промежуточные Эфферентные

По форме нейроны делят на: 1. Монополярные 2. Биполярные 3. Мультиполярные n

n Уникальными особенностями нейрона являются способность генерировать электрические разряды и передавать их при помощи специализированных контактов – синапсов другим клеткам организма.

Синапс

n Синапс – это специализированная форма контакта между отростками нейронов и любыми возбудимыми образованиями, обеспечивающими передачу сигнала с помощью молекул химических веществ.

n Нейрон имеет более 10 000 синапсов

n 1. 2. 3. 4. 5. Синапсы делятся на: Аксо-аксональные Аксо-дендритные Аксо-соматические Дендро-дендритные

Виды синапсов

Нейро-нейрональный синапс

По способу передачи возбуждения синапсы подразделяются на: 1. Химические 2. Электрические n

Электрическая синаптическая передача n В 1930 -1950 гг было показано, что межклеточная передача возбуждения может осуществляться не только химическим, но и электрическим способом.

n 1. 2. 3. 4. 5. n Особенности электрической синаптической передачи: Двухстороннее проведение импульсов Узкая синаптическая щель (3 -4 нм) Низкое электрическое сопротивление в месте контакта двух мембран Отсутствие синаптической задержки Синапсы являются только возбуждающими Тормозные электрические синапсы – электрическим путем может передаваться и торможение. ПД пресинаптических волокон генерирует вокруг постсинаптического аксона местный положительный потенциал такой амплитуды, что деполяризация аксона не может достичь порога, ПД не возникает.

n Щелевой контакт – наиболее распространенный тип электрического синапса. Такие контакты называют нексусами (миокард и гладкая мускулатура). Для проведения электрического тока в соседних клеточных мембранах находятся регулярно распределенные канальные белки – коннексоны.

Ультраструктура нексуса

Эфаптическая передача n При невропатиях аксоны теряют свою миелиновую оболочку, становясь демиелинизированными. Импульсы, проходящие по таким аксонам индуцируют возбуждение других параллельно идущих аксонов. Этот феномен назвали эфаптической передачей. Это является основой таких синдромов как невралгия, каузалгия, парестезии.

Основные этапы химической передачи возбуждения

Ионотропные рецепторы химического синапса Аксон Электрический стимул Нервная терминаль АХ Мышечная клетка Рецептор ацетилхолина Электрический стимул запускает освобождение АХ, который связывается с холинорецептором на мышечной клетке… … что приводит к + выходу Na и последующей деполяризаци и мембраны. Ацетилхолинэстераза инактивирует трансмиттер, прекращая действие сигнала.

Каскад реакций, происходящих на постсинаптической мембране метаботропного синапса Внеклеточное пространство Аденилатциклаза АЦ G-белок (стимулирующий) Цитозоль АТФ ц. АМФ активирует протеинкиназу А ц. АМФ ПКА G-белок (тормозной)

Внеклеточное пространство Передача возбуждения с участием метаботропных рецепторов Фосфолипаза С гидролизует фосфатидилинозитол до инозитолтрифосфата и диацилглицерола. ДАГ Плазматическая мембрана Комплекс рецептора с ФТИ G-белком ИТФ СПР ИТФ взаимодействует с рецептором на мембране СПР, что приводит к выходу Са 2+ в цитоплазму. Са-насос 2+ транспортирует Са обратно в СПР цитозоль

Медиаторы в ЦНС. n В ЦНС кроме процессов возбуждения появляется процесс торможения, поэтому на нейроне происходит важнейший процесс взаимодействия поступающих сигналов, их конкуренция и все это многообразие обеспечивается большим числом медиаторов или протрансмиттеров.

n Медиаторы – специальные химические вещества, являющиеся посредником передачи, образующиеся в терминали и выводимые через пресинаптическую мембрану в синаптическую щель.

n 1. 2. 3. 4. Медиаторы различны по химической структуре и подразделяются на 4 класса: Амины: АХ, дофамин, норадреналин, серотонин, гистамин Аминокислоты: глютамат, аспартат, глицин, ГАМК Производные пурина: АТФ, аденозин Полипептиды: субстанция Р, вазопрессин, окситоцин, гормоны ЖКТ и др. В последнее время решается вопрос о добавлении к данной классификации нового пятого класса нейромедиаторов – газов.

Медиаторы делятся на возбуждающие, тормозящие и смешанные. 1. Возбуждающие – глютамат и аспартат. 2. Тормозящие – ГАМК и глицин 3. Остальные – смешанные. n

Биогенные амины Ацетилхолин, Дофамин, Норадреналин, Серотонин, Гистамин Аминокислоты Глютамат, Аспартат, Глицин, ГАМК Медиаторы Пурины АТФ, аденозин Нейропептиды Газы NO, CO, H 2 S

n Основными медиаторами мозга человека являются возбуждающий медиатор – аминокислота глютамат и тормозной медиатор ГАМК.

Медиаторы в центральной и периферической нервной системе Медиатор Локализация Функция Патология, связанная с обменом медиаторов АМИНЫ Ацетилхолин Нервно-мышечные синапсы, ганглии вегетативной нервной системы, надпочечники, кора мозга, сетчатка Моторные функции, ноцицептивная система, обучение, память Миастения, старческая деменция, вегетативные нарушения Норадреналин Locus coeruleus ствола мозга. Проекции в кору мозга, гипоталамус, мозжечок, спинной мозг. Периферические симпатические окончания. Сон / бодрствование, эмоции Депрессии, галлюцинации, нарушения сна

Дофамин Гипоталамус и средний мозг. Проекция в базальные ганглии, лимбическую систему, кору мозга. Симпатические ганглии, сетчатка Контроль двигательных функций, эмоции Болезнь Паркинсона, шизофрения Серотонин Ядра шва ствола мозга. Проекции в кору мозга, гипоталамус, мозжечок, спинной мозг. Сетчатка. Эмоции, сон, нейроэндокринная регуляция Депрессии, галлюцинации, нарушения сна Гистамин Сосцевидные тельца гипоталамуса с проекцией в кору мозга, таламус, базальные ганглии, мозжечок, спинной мозг Сон, боль, половое поведение Вегетативные нарушения

АМИНОКИСЛОТЫ Глютамат Кора мозга, базальные ганглии, мозжечок, таламус, гипоталамус, ствол мозга, спинной мозг, сетчатка Основной возбуждающий медиатор ЦНС, обеспечивает двигательные и сенсорные функции Эпилепсия, моторные нарушения, нарушения памяти, дегенеративные нарушения Глицин Спинной мозг, сетчатка Торможение Судорожный синдром ГАМК Кора мозга, мозжечок, Торможение ствол мозга, спинной мозг (совместно с глицином), сетчатка Хорея, судорожный синдром, депрессии

ПУРИНЫ АТФ Уздечка головного мозга, спинной мозг, афферентные нейроны, симпатические нейроны Ноцицептивная система, контроль внутренних органов. Нарушение болевой чувствительност и, сосудистые расстройства. Аденозин Является продуктом гидролиза АТФ в пуринергических синапсах Аденозин – эндогенный ограничитель перевозбуждения мозга. Судорожные состояния.

Нейропептиды в центральной и периферической нервной системе Пептид Локализация Субстанция Р Широко представлена в головном мозге и в окончаниях первичных афферентных нейронов ноцицептивной системы. Вазопрессин Задний гипофиз, продолговатый мозг, спинной мозг. Окситоцин Задний гипофиз, продолговатый мозг, спинной мозг. Кортиколиберин Медиальное возвышение гипоталамуса и другие отделы мозга. Тиреолиберин Гипоталамус, сетчатка Соматолиберин Гипоталамус Соматостатин Гипоталамус и другие отделы мозга, желатинозная субстанция, сетчатка.

Гонадолиберин Гипоталамус, хеморецепторные зоны желудочков мозга, преганглионарные окончания, сетчатка. Эндотелин Задний гипофиз, ствол мозга. Энкефалины Желатинозная субстанция, многие другие отделы ЦНС, сетчатка. Эндорфины Гипоталамус, ствол мозга, сетчатка. Холецистокинин Кора мозга, гипоталамус, сетчатка. Вазоактивный интестинальный пептид Постганглионарные холинергические нейроны, некоторые чувствительные нейроны, гипоталамус, кора мозга, сетчатка. Нейротензин Гипоталамус, сетчатка. Гастрин Гипоталамус, продолговатый мозг. Глюкагон Гипоталамус, сетчатка.

Мотилин Нейрогипофиз, кора мозга, мозжечок. Секретин Гипоталамус, обонятельная луковица, ствол мозга, кора мозга, перегородка, гиппокамп, стриатум Пептид, генетически родственный кальцитонину Окончания первичных афферентов, вкусовой анализатор Нейропептид Y Симпатические системы Ангиотензин 2 Гипоталамус, миндалевидное тело, ствол мозга Галанин Гипоталамус Атриопептин Гипоталамус, ствол мозга нейроны ЦНС и вегетативной нервной

Спасибо за внимание